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| 中國(guó)海洋大學(xué)在海洋細(xì)菌調(diào)控有機(jī)硫DMSP代謝領(lǐng)域取得新進(jìn)展 |
| http://www.rumandrelaxation.com 2026年3月2日 來(lái)源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院、海洋生物多樣性與進(jìn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心張玉忠教授團(tuán)隊(duì)與英國(guó)東英吉利大學(xué)Jonathan D. Todd教授合作，在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊The EMBO Journal （歐洲分子生物學(xué)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(jī)硫DMSP循環(huán)的調(diào)控機(jī)制）的研究成果。
DMSP是海洋中產(chǎn)量最高的有機(jī)硫化合物，年生成量超80億噸，其代謝驅(qū)動(dòng)海洋硫生物地球化學(xué)循環(huán)，還通過產(chǎn)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(xì)菌，多數(shù)擁有DMSP脫甲基途徑和裂解途徑兩條競(jìng)爭(zhēng)性代謝通路，且僅裂解途徑產(chǎn)生DMS，二者的協(xié)同調(diào)控機(jī)制此前長(zhǎng)期未被闡明。
該研究以模式玫瑰桿菌Ruegeria pomeroyi DSS-3為對(duì)象，通過多學(xué)科技術(shù)手段，證實(shí)FadR型轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白DmdR是調(diào)控DMSP代謝的核心“開關(guān)”。當(dāng)DMSP濃度較低時(shí)，DmdR結(jié)合在dmdA-acuI的啟動(dòng)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(yīng)激保護(hù)相關(guān)基因（dmdEF、dinB）的表達(dá)，使DMSP實(shí)現(xiàn)胞內(nèi)積累并發(fā)揮其抗逆功能；當(dāng)DMSP濃度升高至mM量級(jí)時(shí)，裂解途徑產(chǎn)生的具有細(xì)胞毒性的acryoyl-CoA積累，并與DmdR結(jié)合引發(fā)構(gòu)象變化，使其脫離DNA結(jié)合位點(diǎn)，解除對(duì)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄抑制，在實(shí)現(xiàn)裂解途徑解毒的同時(shí)，加大脫甲基途徑的代謝通量，并激活氧化應(yīng)激保護(hù)系統(tǒng)。
該研究首次闡明海洋玫瑰桿菌中DMSP兩條競(jìng)爭(zhēng)代謝途徑的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，揭示為海洋細(xì)菌響應(yīng)DMSP濃度變化、平衡抗逆與代謝利用的分子機(jī)制，填補(bǔ)了海洋DMSP代謝調(diào)控機(jī)制空白，為解析海洋硫循環(huán)與全球氣候變化的關(guān)聯(lián)提供重要依據(jù)。
圖1. DmdR調(diào)控DMSP代謝機(jī)制
張玉忠教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事海洋微生物學(xué)與微生物海洋學(xué)研究，近年來(lái)在海洋微生物驅(qū)動(dòng)的碳、氮、磷、硫元素循環(huán)領(lǐng)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(tuán)隊(duì)在海洋微生物學(xué)和海洋微生物學(xué)研究領(lǐng)域取得的又一新的研究進(jìn)展。
本研究由中國(guó)海洋大學(xué)、山東大學(xué)、英國(guó)東安格利亞大學(xué)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(guó)海洋大學(xué)為第一完成單位和通訊作者單位。研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、泰山學(xué)者攀登計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
文：李春陽(yáng)
文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1038/s44318-026-00706-2
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