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《ISME杂志》:科学家阐释地球化学循环中磷酸盐控制

作者:市场营销
出处:www.lunrr.com
时间:2019-12-25
作者:方群资料来源:科学时报发布时间:2009年

《ISME杂志》:科学家解释地球化学循环中的磷酸盐控制

美国科学家证明PhoX可以作为无机磷酸盐压力的标志。

该报报道,确定磷酸盐如何有效控制细菌生长对我们更好地理解地球化学循环至关重要。在《ISME杂志》年发表的一篇文章中,美国科学家证明,广泛分布于海洋细菌生态自由基中的碱性磷酸盐PHOX,可以作为无机磷酸盐(Pi)压力的标志。

据《自然》杂志在线报道,由于上层海洋已经耗尽溶解的π,浮游生物的细菌被迫以不同的方式应对磷酸盐短缺。在大肠杆菌中,这种磷酸盐缺乏导致Pho调节剂的激活。这种调节剂可以编码对π消除很重要的蛋白质,包括碱性磷酸酶PhoA,它可以分解周质中的磷酸酯,从而释放π。碱性磷酸酶活化是海洋微生物群落中有用的测量标准。然而,宏基因组学研究至今未能鉴定PhoA的同源染色体,这表明可能还有另一种替代的碱性磷酸盐。

美国新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学的玛尔塔塞巴斯蒂安(Marta Sebastian)和詹姆斯沃曼曼(James W Ammerman)搜索了GOS海洋亚基因组数据库,发现PhoA的同源染色体只存在于几种海洋菌株中(包括γ-变形杆菌和拟杆菌)。然而,GOS数据库的序列分析和海洋聚合酶链反应(marine PCR)研究已经鉴定出另一种碱性磷酸酶PhoX的470多条同源染色体,它与PhoA没有同源性。这些PhoX样序列广泛分布于不同的细菌门。海洋细菌粟酒裂殖酵母和脱氮玫瑰杆菌的磷酸盐缺乏导致碱性磷酸酶活性的强烈诱导和染色体编码PhoX的表达增加。有趣的是,脱氮玫瑰杆菌在其pTB1巨大质粒上携带了第二个PhoX基因。然而,研究人员只观察到这种PhoX拷贝表达减弱,基因对Pi没有反应。粟酒裂殖酵母PhoX突变失活导致碱性磷酸酶活性诱导降低10倍,伴有Pi缺乏。

对两个海洋转录后数据集及其反应的亚基因组的分析表明,与PhoA相比,PhoX在营养贫乏的环境中更加丰富,后者的特点是溶解营养物丰度低和含氧量高。然而,在某些细菌中,如拟杆菌,PhoA被发现对Pi的压力反应非常重要。海洋细菌在压力响应中的这种异质性突出了确定额外分子标记的重要性,例如PHOX,以更好地理解全球生物地球化学平衡中的磷酸盐控制。

与PhoA相比,PhoX可能分布更广,因为PhoX被结合的Ca2激活,而PhoA被Zn2激活。在海洋环境中,Zn2通常以亚Namol的浓度存在,这使得细菌更喜欢使用PhoX而不是PhoA。研究人员认为,需要做更多的工作来确定情况是否如此。

《科学时报》 (2009-4-15 A4国际)

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