imOmics精華速遞—滲透調(diào)節(jié)的非Na+方式和機制

海洋原生生物破囊壺菌的滲透調(diào)節(jié)和對Na⁺的需求

破囊壺菌是低等的真菌，生長在大量的Na⁺環(huán)境中。Na⁺參與細胞滲透調(diào)節(jié)和細胞代謝。滲透調(diào)節(jié)通過從環(huán)境中吸收無機離子，或者改變細胞質(zhì)中可溶性物質(zhì)的濃度來完成。通過質(zhì)膜的滲透調(diào)節(jié)在轉(zhuǎn)運過程中非常重要。但是在海洋原生生物中如何通過質(zhì)膜進行滲透調(diào)節(jié)還不清楚。

澳大利亞的科學家Shabala等人用非損傷微測技術(shù)揭示了海洋原生生物破囊壺菌滲透調(diào)節(jié)的離子機制。發(fā)現(xiàn)低滲引起了破囊壺菌顯著的Na⁺、Cl^-和K⁺的外流，脅迫初始的30min內(nèi)完成了滲透調(diào)節(jié)。就這個細菌來說，Na⁺是主要的貢獻者，在滲透調(diào)節(jié)中超過一半，Cl^-是第二個貢獻者。K⁺ 在滲透調(diào)節(jié)過程中的作用相對較小。Ca²⁺和H⁺流速的變化主要歸功于胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導。通過生長實驗整理了離子流的數(shù)據(jù)，即使當生長在一個沒有Na⁺的環(huán)境中，只要維持合適的滲透勢，即通過甘露醇調(diào)節(jié)到和海水一樣的滲透勢時，破囊壺菌細胞也能正常生長。這說明Na⁺對破囊壺菌的生長不是必需的，因為Na⁺主要參與細胞代謝。

這項工作為細菌如何進行滲透調(diào)節(jié)提供了證據(jù)，發(fā)現(xiàn)破囊壺菌細胞在沒有Na⁺的環(huán)境中也能夠正常生長，證明了細胞的滲透/膨壓也能通過其他方式進行調(diào)節(jié)以及調(diào)節(jié)的機制。

圖注：A. H⁺流速對低滲反應的動力學；

B. 不同濃度的NaCl引起了H⁺流速的不同反應。

關(guān)鍵詞：非損傷微測技術(shù)(MIFE); H⁺ flux; Na⁺ flux; K⁺ flux; Cl^- flux; 破囊壺菌(thraustochytrid).

參考文獻：Shabala L., et al. Environmental Microbiology, 2009,11: 1835–1843.（NISC文獻編號：F2009-012  ）

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注：非損傷微測技術(shù)(NMT)包括：SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE®等。