中国海洋大学张玉忠教授团队在海洋微生物学研究领域取得新成果
http://www.lingshoumao.cn  2020年1月17日  来源:华禹教育网

  2020年1月15日,中国海洋大学海洋生命学院、海洋高等研究院张玉忠教授团队在Nature Communications(《自然-通讯》,IF=12.118)在线发表题为“A novel predator-prey interaction between a marine Pseudoalteromonas sp. strain CF6-2 and Gram-positive bacteria(海洋假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. strain CF6-2与海洋革兰氏阳性菌的捕食与被捕食关系)”的研究论文,张玉忠教授为该论文的通讯作者。

  细菌在海洋生态系统中无处不在,在海洋营养物质循环中发挥着至关重要的作用。细菌的死亡是细菌种群控制和生态系统营养物质再循环的重要过程。除了病毒和原生生物导致的细菌死亡外,掠食性细菌对其它细菌的捕食也是导致细菌死亡的重要因素。目前蛭弧菌和类蛭弧菌对革兰氏阴性菌的捕食已见报道。但是到目前为止,尚不清楚分别占海水和沉积物中细菌总数14%左右和25%左右的革兰氏阳性菌是否也存在着被细菌捕食的过程。

  作者从海洋沉积物中分离到一株革兰氏阴性菌Pseudoalteromonas sp. strain CF6-2。该菌株能通过II型分泌系统分泌金属蛋白酶Pseudoalterin,并利用Pseudoalterin杀死多种具有不同肽聚糖(PG)组成类型细胞壁的革兰氏阳性菌。Pseudoalterin能与革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖的糖链结合,并降解肽聚糖的肽链,裂解细胞壁,导致细胞死亡。这一过程释放出的营养物质,包括肽聚糖来源的D-氨基酸,可以被CF6-2菌株利用并支持其生长。更为奇特的是,革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖中的主要组分甘氨酸或甘氨酸寡肽是Pseudoalterin表达和分泌的诱导物。进一步的生物信息学分析表明,革兰氏阴性和革兰氏阳性海洋细菌之间的这种新型捕食-被捕食相互作用可能在海洋中广泛存在,并可能代表革兰氏阳性细菌死亡及海洋微生物食物环中营养物再循环利用的一种新机制。


  图1 革兰氏阴性菌CF6-2以分泌的蛋白酶Pseudoalterin为武器捕食海洋革兰氏阳性菌的营养模型

  张玉忠教授领衔的研究团队长期从事海洋微生物学与微生物海洋学研究,2019年在海洋微生物的多样性与进化、独特的生命特征、极端环境适应及其驱动海洋有机质生物地球化学循环等领域取得了系列研究成果,部分研究结果分别发表于mBio(2019, 10(1): pii: e02545-18)、Molecular Microbiology(2019, 111(4): 1057-1073)、Journal of Molecular Biology(2019, 431(24): 4897-4909)、Applied and Environmental Microbiology (2019, 85(8), pii: e03127-18;2019, 85(18), pii: e01029-19)等微生物学与分子生物学领域的国际知名杂志上。本次在Nature Communications上发表的研究成果是该团队在海洋微生学与微生物海洋学研究领域取得的又一重要研究进展。

  该论文由山东大学、中国海洋大学、中国极地研究中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、英国University of Warwick和澳大利亚University of Tasmania等单位的相关学者合作完成,该研究得到了国家自然科学基金项目(U1706207, 91851205)、科技部重点研发计划项目(2018YFC1406700)等项目的资助。

通讯员:王鹏
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