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科学家构建微生物与海洋无脊椎动物跨界信号传递理论框架 |
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上海海洋大学副教授梁箫团队提出细胞色素C是胞外囊泡中关键诱导信号分子,并揭示海洋细菌通过装载细胞色素C的胞外囊泡向海洋无脊椎动物幼体递送变态诱导信号的新机制,构建了微生物与海洋无脊椎动物跨界信号传递新理论框架,为贝类苗种诱导剂开发、绿色海洋防污技术、海上牧场与近海生态修复提供新思路。相关研究成果近日发表于《细胞外囊泡杂志》。
海洋无脊椎动物占海洋动物物种总数的80%以上,其幼体附着变态是早期生活史中的关键环节。近年来,微生物分泌的胞外囊泡被视为诱导这一过程的重要化学诱因,但具体功能信号分子及调控机制尚不清楚。
研究团队以海洋希瓦氏菌为研究对象,发现呼吸链保守电子载体细胞色素C(CytC)是调控贻贝幼体附着变态的新型信号分子,兼具驱动囊泡生物发生与信号递送的双重功能。胞外囊泡犹如生物被膜向海洋无脊椎动物幼体发射的“运载火箭”,CytC既是驱动囊泡形成的“能量推手”,又是随舱投递的“信号载荷”。
机制研究表明,CytC的成熟是整套信号系统的起点。成熟CytC参与呼吸链电子传递,为囊泡生物发生和CytC装载提供动力,驱动囊泡出芽“发射”。CytC成熟受损的突变菌株电子传递效率降低,负载CytC的囊泡产量显著减少,诱导幼虫变态活性也大幅丧失。补充负载CytC的胞外囊泡或CytC后,突变菌株生物被膜的变态诱导活性得以恢复。细菌CytC可特异性结合幼体表面的TLR4受体,如同一道被精确识别的“对接指令”,触发附着与变态程序,使幼体结束浮游生活、转为底栖附着生活。此外,幼体变态发生期间菌群中CytC基因丰度显著上升,提示生物被膜可能以编程方式增强群落产电活性,为幼体发育转变协同提供信号与能量支持。
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/jev2.70373
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