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)測的未來環(huán)境是生物學研究的一個基本目標。對沖策略是從微生物到人類觀察到的一種進化適應(yīng)機制，有助于種群在隨機波動的環(huán)境中兼顧生長和抗逆。盡管其普遍存在，但其是否在微藻（重要的初級生產(chǎn)者和碳匯）中存在仍需更多的實驗證據(jù)。
圖1.雨生紅球藻的表型多樣化
近日，清華大學深圳國際研究生院蔡中華教授、周進副教授課題組報告了單細胞雨生紅球藻的對沖生存策略。研究表明，同基因型的雨生紅球藻由隨機基因表達驅(qū)動，可逆地分化為異表型的移動細胞和非移動細胞，且與環(huán)境條件無關(guān)。移動細胞生長速度較快，但對壓力敏感，而非移動細胞則優(yōu)先考慮抗壓力而不是生長。非移動細胞完成了從聚焦生長的代謝活動（細胞分裂、光合作用）轉(zhuǎn)向為增強抗逆（細胞壁增厚、細胞增大、聚集、抗氧化劑和儲能化合物的積累）。該研究的結(jié)果為微藻的對沖機制提供了實驗證據(jù)，揭示了微藻適應(yīng)當前和未來環(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“單細胞微藻的對沖生存策略（Bet hedging in a unicellular microalga）”為題，于3月7日發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。
清華大學深圳國際研究生院博士后唐思（清華水木學者）為論文第一作者，蔡中華、周進與德國基爾大學副教授卡特琳·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深圳國際研究生院2023級博士生劉亞情、博士后朱建明、2022級碩士生程雪玉、2019級博士生劉璐。研究得到國家自然科學基金、廣東省創(chuàng)新團隊以及深圳市基礎(chǔ)研究專項、深圳市可持續(xù)發(fā)展科技專項等的資助。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46297-6
供稿：深圳國際研究生院
編輯：李華山
審核：郭玲
