Cell子刊刊发中国科学院海洋研究所海绵和细菌共生演化最新研究结果
11月20日，生物学领域权威期刊《Current Biology》（Cell子刊，IF=9.6）在线发表了中国科学院海洋研究所杨红生课题组和澳大利亚昆士兰大学Degnan课题组合作的论文“Arginine Biosynthesis by a Bacterial Symbiont Enables Nitric Oxide Production and Facilitates Larval Settlement in the Marine-Sponge Host”，首次揭示了共生细菌通过精氨酸合成通路调控海绵附着变态的过程和机制，在共生微生物影响海洋动物发育研究方面取得了重要进展。
共生机制是当今生命科学中一个迅速发展的热门研究领域。功能共生体是由微生物与宿主组成的一个新实体，是所有动物系统进化和功能的基石。大堡礁海绵（Queenslandica Amphimedon）是典型的“微生物-海绵”功能共生体。一氧化氮是调控海绵附着变态的分子开关。宋浩等人发现海绵自身并不具备合成一氧化氮前体物质精氨酸的能力，精氨酸合成通路关键酶ASS和ASL的相关编码基因在海绵基因组中并不存在，而在其共生优势菌AqS1、AqS2和AqS3基因组中普遍存在。该论文利用同位素示踪法和附着变态诱导实验，首次证明了宿主海绵利用共生微生物产生的精氨酸合成一氧化氮，进而完成附着变态过程。
附着变态是绝大部分海洋无脊椎动物的重要发育过程，一氧化氮广泛参与其调控过程，但大部分海洋无脊椎动物自身通常无法合成一氧化氮前体物质精氨酸。该成果对研究海洋无脊椎动物附着变态机制提供了新视角和新思路。
中国科学院海洋研究所宋浩博士为论文第一作者。该项工作得到了澳大利亚研究理事会项目、山东省自然科学基金、博士后基金、CSC访问****项目等经费资助。
同位素示踪海绵与共生菌在精氨酸合成通路上的互补
共生细菌与宿主海绵之间的精氨酸转运模型
文章信息：
Hao Song, Olivia H Hewitt and Sandie M Degnan*. Arginine Biosynthesis by a Bacterial Symbiont Enables Nitric Oxide Production and Facilitates Larval Settlement in the Marine-Sponge Host. Current Biology. 2020. 文章链接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)31594-3
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