浮游植物metacaspase的分布、结构及其功能特性

精氨酸/赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Metacaspase)在浮游植物程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)过程中起着关键作用。本文利用生物信息学方法分析metacaspase基因在浮游植物中的分布,并以海洋球石藻(Emiliania huxleyi)metacaspases(EhMCs)为代表分析其结构和功能,依据Uniprot和String数据库挖掘与metacaspase功能相关并参与浮游植物PCD过程的互作蛋白。结果发现:共计29条、四种类型的metacaspases分布于11种浮游植物中,它们的metacaspase蛋白一级结构存在明显差异,但位于p20的组氨酸和半胱氨酸活性位点均具有高度的保守性;EhMCs三级结构与酵母的metacaspase十分相似,暗示它们具有类似的功能;浮游植物metacaspases与多种蛋白存在直接或间接的互作关系,在细胞PCD过程、响应环境胁迫和能量代谢等方面发挥重要作用。另外,metacaspase的磷酸化修饰可能在浮游植物PCD信号转导过程中起调节作用。

病毒感染海洋球石藻Emiliania huxleyi的转录组分析

海洋球石藻Emiliania huxleyi及其特异性裂解病毒E.huxleyi virus(EhVs)在调节海洋碳、硫循环及全球气候变化中起着重要作用,也是开展真核生物病毒–宿主相互作用研究的良好模型系统之一。为了探究病毒感染条件下E.huxleyi基因表达水平的变化,以海洋球石藻E.huxley–BOF 92及其专一性裂解病毒EhV-99B1为研究对象,利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术,分别对E.huxleyi病毒感染组(Exp)和非感染对照组(Con)6 h和45 h的藻细胞样品进行转录组测序分析。共得到32909条平均长度为1153 bp的基因。病毒感染6 h和45 h分别得到2617和5229个差异表达基因,其中共差异表达基因465个。随机选取10条差异表达基因,采用qRT-PCR进行实验验证,结果证实转录组分析可靠。GO功能注释和KEGG通路富集,发现大量基因与氧化应激反应、脂类代谢、碳水化合物代谢及信号转导等代谢过程相关,其中变化最显著的是谷胱甘肽代谢途径。从病毒感染球石藻转录组中筛选出部分与氧化应激反应相关的基因,其中9个基因显著上调,11个基因显著下调,表明宿主能够通过体内的氧化应激反应响应病毒胁迫。