ORNL蛋白质分析调查海洋蠕虫群落

作者:亢蟒

美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员用来分析一种简单的海洋蠕虫及其常驻细菌的技术可以加速了解更复杂的微生物群落,例如人类发现的微生物群落。在发表在“美国国家科学院院刊”上的一篇论文中,一个多机构研究小组分析了一种名为Olavius algarvensis的海洋蠕虫中发现的蛋白质。这种蠕虫缺乏消化系统,依赖生活在体内的微生物来处理废物并提供能量。然而,之前的研究并没有解开这种互利或共生关系的代谢细节。 “这个社区就像人类肠道最简单的形式,”ORNL的共同作者Nathan VerBerkmoes说。 “这是一个了解共生关系的模型系统。”虽然一些复杂的微生物群落如人类胃肠系统含有数十万种微生物,但海洋蠕虫只依赖于四到五种细菌。然而,理解蠕虫及其共生体之间简单的关系网络仍然需要新颖的技术来分析整个系统而不是单个部分的功能。 VerBerkmoes说:“很多时候,你会有一个功能x的社区。” “但是,如果你试图将这些微生物中的任何一种从社区中分离出来并让它去做这项功能,那么单独一种微生物就无法做到这一点。此外,传统的分子方法无法容易地分离和研究这些微生物。“为了解开蠕虫群落的相互作用,由VerBerkmoes领导的ORNL团队使用了元蛋白质组学,这是一种分析生物体细胞中蛋白质的分析形式。产生生物体DNA序列的基因组学可以预测细胞的行为,而蛋白质组学可以让科学家实时了解细胞新陈代谢的真实情况。基因组学和蛋白质组学的结合也可以帮助解释系统中明显的冗余,其中几个生物乍一看似乎执行相同的功能。马克斯普朗克海洋微生物学研究所的主要作者Nicole Dubilier说:“复杂的共生联合体的宏基因组分析中的一个关键问题,包括人类肠道的遗传学分析,就是为什么存在如此多的功能冗余。” “我们对O. algarvensis中发现的细菌的metaproteomic分析表明,尽管它们具有遗传相似性,但两种共生体的代谢功能存在差异。这似乎是微生物群落中的一个共同主题。“元蛋白质组学为研究小组关于蠕虫群落代谢的假设提供了间接证据,例如可能使用氢气和一氧化碳作为能源。 VerBerkmoes补充说,虽然他们的分析迅速提供了系统的广泛概述,但这些技术并未确认个别蛋白质行为或功能的具体情况,这必须通过进一步的直接生化研究来确定。该研究发表为“一种无肠海洋蠕虫及其共生微生物群落的元蛋白质组学揭示了碳和能源使用的不寻常途径。”共同作者包括ORNL的Jacque Young,Yun-Juan Chang和Manesh Shah,以及Max Planck海洋研究所的研究人员。微生物学,格赖夫斯瓦尔德大学,弗莱堡大学,格赖夫斯瓦尔德海洋生物技术研究所和HYDRA海洋科学研究所。该项目由马克斯普朗克海洋微生物研究所的Manuel Kleiner和Nicole Dubilier领导。 - 网络上:....