清華新聞網(wǎng)3月19日電 了解生物體如何適應(yīng)不可預(yù)測(cè)的未來(lái)環(huán)境是生物學(xué)研究的一個(gè)基本目標(biāo)。對(duì)沖策略是從微生物到人類(lèi)觀(guān)察到的一種進(jìn)化適應(yīng)機(jī)制，有助于種群在隨機(jī)波動(dòng)的環(huán)境中兼顧生長(zhǎng)和抗逆。盡管其普遍存在，但其是否在微藻（重要的初級(jí)生產(chǎn)者和碳匯）中存在仍需更多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
圖1.雨生紅球藻的表型多樣化
近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院蔡中華教授、周進(jìn)副教授課題組報(bào)告了單細(xì)胞雨生紅球藻的對(duì)沖生存策略。研究表明，同基因型的雨生紅球藻由隨機(jī)基因表達(dá)驅(qū)動(dòng)，可逆地分化為異表型的移動(dòng)細(xì)胞和非移動(dòng)細(xì)胞，且與環(huán)境條件無(wú)關(guān)。移動(dòng)細(xì)胞生長(zhǎng)速度較快，但對(duì)壓力敏感，而非移動(dòng)細(xì)胞則優(yōu)先考慮抗壓力而不是生長(zhǎng)。非移動(dòng)細(xì)胞完成了從聚焦生長(zhǎng)的代謝活動(dòng)（細(xì)胞分裂、光合作用）轉(zhuǎn)向?yàn)樵鰪?qiáng)抗逆（細(xì)胞壁增厚、細(xì)胞增大、聚集、抗氧化劑和儲(chǔ)能化合物的積累）。該研究的結(jié)果為微藻的對(duì)沖機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，揭示了微藻適應(yīng)當(dāng)前和未來(lái)環(huán)境條件的潛力。
圖2.表型組成受控的雨生紅球藻種群在正常和壓力條件下的適應(yīng)性相關(guān)參數(shù)
相關(guān)研究成果以“單細(xì)胞微藻的對(duì)沖生存策略（Bet hedging in a unicellular microalga）”為題，于3月7日發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。
清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院博士后唐思（清華水木學(xué)者）為論文第一作者，蔡中華、周進(jìn)與德國(guó)基爾大學(xué)副教授卡特琳·哈默施密特（Katrin Hammerschmidt）為論文通訊作者，其他作者還包括清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院2023級(jí)博士生劉亞情、博士后朱建明、2022級(jí)碩士生程雪玉、2019級(jí)博士生劉璐。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及深圳市基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)、深圳市可持續(xù)發(fā)展科技專(zhuān)項(xiàng)等的資助。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46297-6
供稿：深圳國(guó)際研究生院
編輯：李華山
審核：郭玲
