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| 中國海洋大學在海洋細菌調控有機硫DMSP代謝領域取得新進展 |
| http://massageforegolfers.com 2026年3月2日 來源:華禹教育網(wǎng) |
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近日,中國海洋大學海洋生命學院、海洋生物多樣性與進化教育部重點實驗室、深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學中心張玉忠教授團隊與英國東英吉利大學Jonathan D. Todd教授合作,在國際知名學術期刊The EMBO Journal (歐洲分子生物學雜志)上發(fā)表題為“Regulation
of DMSP organosulfur cycling in ubiquitous Roseobacter
marine bacteria”(海洋玫瑰桿菌中有機硫DMSP循環(huán)的調控機制)的研究成果。
DMSP是海洋中產量最高的有機硫化合物,年生成量超80億噸,其代謝驅動海洋硫生物地球化學循環(huán),還通過產生氣候冷室氣體二甲基硫(DMS)影響全球氣候變化。海洋玫瑰桿菌作為海洋廣布的異養(yǎng)細菌,多數(shù)擁有DMSP脫甲基途徑和裂解途徑兩條競爭性代謝通路,且僅裂解途徑產生DMS,二者的協(xié)同調控機制此前長期未被闡明。
該研究以模式玫瑰桿菌Ruegeria pomeroyi DSS-3為對象,通過多學科技術手段,證實FadR型轉錄調控蛋白DmdR是調控DMSP代謝的核心“開關”。當DMSP濃度較低時,DmdR結合在dmdA-acuI的啟動子區(qū)的dmd box序列上,抑制脫甲基基因(dmdA)、裂解途徑解毒基因(acuI)及氧化應激保護相關基因(dmdEF、dinB)的表達,使DMSP實現(xiàn)胞內積累并發(fā)揮其抗逆功能;當DMSP濃度升高至mM量級時,裂解途徑產生的具有細胞毒性的acryoyl-CoA積累,并與DmdR結合引發(fā)構象變化,使其脫離DNA結合位點,解除對相關基因的轉錄抑制,在實現(xiàn)裂解途徑解毒的同時,加大脫甲基途徑的代謝通量,并激活氧化應激保護系統(tǒng)。
該研究首次闡明海洋玫瑰桿菌中DMSP兩條競爭代謝途徑的協(xié)同調控機制,揭示為海洋細菌響應DMSP濃度變化、平衡抗逆與代謝利用的分子機制,填補了海洋DMSP代謝調控機制空白,為解析海洋硫循環(huán)與全球氣候變化的關聯(lián)提供重要依據(jù)。

圖1. DmdR調控DMSP代謝機制
張玉忠教授領銜的研究團隊長期從事海洋微生物學與微生物海洋學研究,近年來在海洋微生物驅動的碳、氮、磷、硫元素循環(huán)領域取得了系列研究成果。本次在The EMBO Journal上發(fā)表的研究成果是該團隊在海洋微生物學和海洋微生物學研究領域取得的又一新的研究進展。
本研究由中國海洋大學、山東大學、英國東安格利亞大學等單位合作完成。付慧慧副教授、王明琛博士為共同第一作者,張玉忠教授和Jonathan D. Todd教授為共同通訊作者,中國海洋大學為第一完成單位和通訊作者單位。研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金項目、泰山學者攀登計劃等項目的資助。
文:李春陽
文章鏈接:https://link.springer.com/article/10.1038/s44318-026-00706-2
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