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高等研究院李猛教授團隊在微生物研究領域權威期刊mBio發表研究論文

發布時間:2020-05-20

    近日,深圳大學高等研究院李猛教授課題組在微生物研究領域權威期刊mBio》發表了題為“Coevolution of Eukaryote-like Vps4 and ESCRT-III Subunits in the Asgard Archaea” 的研究論文。該論文結合系統發生分析、蛋白結構建模和蛋白異源系統表達等手段首次分析了阿斯加德(Asgard)古菌的內體分選轉運復合體(ESCRT)與真核生物ESCRT功能和進化的關聯性,探討了真核生物ESCRT起源自阿斯加德古菌的可能性。 李猛教授為論文共同通訊作者,團隊博士后盧中一博士為第一作者。該工作由深圳大學、中國科學院大連化學物理研究所和中國科學院深圳先進技術研究院共同完成,深圳大學為第一完成單位。

     阿斯加德古菌是最新確立的古菌超門,被認為是最接近真核生物的一類原核生物, 其基因組中存在的大量真核生物特征蛋白,例如曾被認為是在真核生物內膜系統中特有的功能復合體ESCRT相關蛋白。但是由于現階段無法以阿斯加德古菌為遺傳操作平臺,這些ESCRT蛋白的結構和功能仍缺乏系統研究。

     為此,本研究先通過系統發育學分析、蛋白結構建模和分子動力學模擬等手段發現阿斯加德古菌的Vps4ESCRT-III復合體的兩個核心亞基Vps2/24/46Vps20/32/60都具有與真核生物ESCRT類似的功能結構和相互作用模式,然后利用大腸桿菌蛋白表達系統進行上述蛋白異源表達和體外蛋白功能鑒定,并進一步通過釀酒酵母同源蛋白缺失株進行體內功能回補實驗驗證,最終確定阿斯加德古菌Vps4ESCRT-III復合體與釀酒酵母同源蛋白具有相似功能(圖1)。研究結果首次結合理論預測和實驗數據證明了阿斯加德古菌ESCRT的膜剪切體識別組裝模式和剪切作用這兩個關鍵功能與真核生物非常相似,表明真核生物的ESCRT可能來源于古菌,為生物進化二域論(細菌和古菌)學說提供了重要依據。

 

 

    據悉,李猛教授課題組是國內最先開展阿斯加德古菌研究的研究團隊,在國際上首次提出了第6個阿斯加德古菌新門(Gerdarchaeota),研究了部分阿斯加德古菌的代謝潛能與地球化學作用,并探討了阿斯加德古菌新真核特征蛋白功能進化與真核生物起源的關系。相關研究已在Sci China Life SciISME JmBio等期刊發表系列研究成果。

研究得到國家自然科學基金委、中國博士后科學基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金和深圳市科創委的相關項目支持。原文鏈接:https://mbio.asm.org/content/11/3/e00417-20

 

 

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