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细菌被发现能产生类似防冻剂的蛋白质,帮助海洋蠕虫在极地水域生存

本站发布时间:2024-06-30 01:31:45

隶属于意大利多个机构的一个海洋生物学家团队发现,由于共生细菌能够产生类似防冻液的蛋白质,一些海洋蠕虫能够在寒冷的极地水域生存

在《科学进展》杂志上发表的这项研究中,该小组冒险前往南极洲的三个沿海地区,收集了含有海洋蠕虫的沉积物样本,并将其带回实验室进行研究

先前的研究表明,一些海洋生物(如冰鱼)产生的蛋白质具有类似防冻剂的特性,可以防止自己在冷水中结冰。先前的研究也表明,其他没有这种适应能力的生物无论如何都能生存下来

在这项新研究中,研究团队怀疑其中一些物种可能得到了为它们生产蛋白质的微生物的帮助。为了查明情况是否如此,他们冒险前往南极洲的三个沿海地区,沿着罗斯海,挖出了海洋沉积物,他们知道这些沉积物中含有多种海洋蠕虫

他们捕获了三种海洋蠕虫,其中两种已知以动物尸体为食生存;第三个是捕食者。他们还指出,采集样本的水温平均低于冰点1°——任何生活在那里的生物都需要某种防冻保护

通过解剖,研究团队确定了两种类型的酶促蛋白,它们与西尔瓦氏Meothermus silvanus和黄质缺氧杆菌有关,已知会产生脯氨酸和乙二醇,这些物质可以降低液体的冰点。他们还发现,这些蛋白质都不是由蠕虫直接产生的

研究小组随后对蠕虫进行了DNA分析,以发现它们体内可能存在什么样的细菌。他们发现了两个属的细菌,已知它们能产生蠕虫中发现的那种冷冻保护蛋白

这一发现表明,蠕虫和细菌形成了共生的系统发育关系——细菌在蠕虫身上有了家和食物来源,蠕虫避免了冻死

More information: Emanuela Buschi et al, Resistance to freezing conditions of endemic Antarctic polychaetes is enhanced by cryoprotective proteins produced by their microbiome, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk9117

Journal information: Science Advances

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