2024年1月15日,李猛教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature Communications發(fā)表了題為“Evolution of optimal growth temperature in Asgard archaea inferred from the temperature dependence of GDP binding to EF-1A”的研究論文。該研究結(jié)合祖先蛋白重建和蛋白生化性質(zhì)分析等方法,首次揭示阿斯加德(Asgard)古菌最適生長溫度的演化過程,并提出真核生物古菌祖先的最適生長溫度約為53℃。深圳大學(xué)高等研究院李猛教授為論文唯一通訊作者,團(tuán)隊(duì)副研究員盧中一和碩士生夏潤月為該論文的共同第一作者。
真核生物的起源是生命科學(xué)領(lǐng)域尚未解答的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題。目前學(xué)術(shù)主流觀點(diǎn)認(rèn)為,真核生物是由一類特殊古菌內(nèi)吞α變形細(xì)菌后演變產(chǎn)生,而這類特殊古菌可能起源于阿斯加德古菌類群。因此,通過研究阿斯加德古菌最適生長溫度的演化規(guī)律等,可為探究真核生物起源初始溫度條件等前沿科學(xué)問題提供重要線索。
李猛教授研究團(tuán)隊(duì)分析了阿斯加德特殊基因組編碼的延伸因子蛋白的演化特征,重建了該蛋白在演化節(jié)點(diǎn)位置的祖先蛋白序列,并通過測定這些蛋白結(jié)合熒光GDP的最適生長溫度等揭示了阿斯加德古菌在演化過程中的最適生長溫度呈現(xiàn)降低的趨勢(圖1)。此外,通過重建和檢測阿斯加德古菌和真核生物最近共同祖先的延伸因子蛋白,他們提出真核生物古菌祖先可能是一類嗜熱菌,其最適生長溫度約53℃。
該研究得到國家自然科學(xué)基金(32225003、32393970、32393971、92251306、32370004)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金(2023A1515011309)、深圳大學(xué)2035計(jì)劃(2022B002)等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-44806-1
圖1阿斯加德古菌最適生長溫度的演化過程
(來源 深圳大學(xué)高等研究院)