近日,中國科學院海洋研究所研究員沙忠利團隊基于“科學”號在沖繩熱液采集的長角阿爾文蝦(Alvinocaris longirostris Kikuchi and Ohta, 1995),通過乙?;患夹g(shù)以及高分辨率液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的定性蛋白質(zhì)組學策略,首次對海洋無脊椎動物的乙?;揎椊M進行研究,揭示出多個可能與深海熱液適應相關(guān)的乙?;鞍?,研究結(jié)果為闡明大型甲殼動物適應深?;軜O端環(huán)境的調(diào)控機制奠定了重要基礎(chǔ)。
研究共檢測出206個蛋白中的501個乙?;稽c。蛋白修飾的基序分析發(fā)現(xiàn)修飾位點后+1位帶正電荷的堿性氨基酸(組氨酸、精氨酸、賴氨酸)含量較高。阿爾文蝦乙酰化蛋白主要參與各種代謝及產(chǎn)能過程,如氨基酸合成、碳代謝、脂肪酸降解、氧化磷酸化,其中線粒體及過氧化物酶體乙?;鞍赘患?。從中篩選得到多個可能與壓力適應相關(guān)的蛋白,如精氨酸激酶、熱激蛋白和血藍蛋白。兩種血藍蛋白亞基中共檢測到9個乙?;稽c,與淺水蝦相比,其中一個賴氨酸乙?;稽c僅在阿爾文蝦中存在,可能與適應低氧或其他環(huán)境壓力相關(guān)。
深海化能生態(tài)系統(tǒng)高壓、低氧、黑暗,常富含硫化氫、甲烷等物質(zhì),然而在已調(diào)查過的熱液口附近,就已發(fā)現(xiàn)大型動物700多種,其中包含大量的甲殼動物類群,這重新定義了生命的邊際,并使深?;苌鷳B(tài)系統(tǒng)成為研究生命起源及適應性進化的重要場所。長角阿爾文蝦是少數(shù)在熱液、冷泉環(huán)境中均有分布的十足目優(yōu)勢種,為研究深?;苌鷳B(tài)系統(tǒng)中大型甲殼動物的適應性進化機制提供了良好材料。賴氨酸乙?;侵匾霓D(zhuǎn)錄后修飾方式之一,可調(diào)節(jié)多種細胞過程。該研究揭示出的阿爾文蝦乙?;揎椀鞍准捌涮攸c將極大加深對深海極端環(huán)境中特殊生命過程的理解。
研究結(jié)果在線發(fā)表于BMC Genomics,惠敏為論文第一作者。該研究得到了中科院海洋先導科技專項和中科院前沿科學重點研究項目的資助。
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主要實驗流程(左)和蛋白修飾的基序特征(右)