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1月27日，中國海洋大學海洋生命學院、深海圈層與地球系統前沿科學中心張玉忠教授團隊在Nature旗下國際生態學主流期刊TheISMEJournal在線發表題為“Ubiquitous occurrence of a dimethylsulfoniopropionate ABC transporter in abundant marine bacteria”（海洋細菌中普遍存在的ABC型DMSP轉運系統）的研究論文。海洋生命學院李春陽教授、英國華威大學MichaelaA.Mausz博士、AndrewMurphy博士和齊魯工業大學張楠博士為并列第一作者，海洋生命學院張玉忠教授、李春陽教授和綠卡特聘教授陳銀教授為共同通訊作者，中國海洋大學為第一完成單位和通訊作者單位。

二甲基巰基丙酸內鹽（Dimethylsulfoniopropionate，DMSP）是海洋環境中普遍存在的一種有機硫化合物，在海洋微生物中發揮重要的生理功能，也是全球碳、硫循環的重要載體物質。SAR11細菌和海洋玫瑰桿菌類群（MRG）是表層海水中分布最廣的兩大細菌類群，它們能高效吸收海水中納摩爾量級的DMSP并在胞內將DMSP濃度積累到毫摩爾量級。然而，SAR11和MRG類群細菌如何吸收海水中的DMSP到胞內尚不清楚。

本研究綜合運用比較基因組學分析、遺傳學及生物化學分析手段，從MRG類群細菌的代表性菌株RuegeriapomeroyiDSS-3中鑒定出一種特異性轉運DMSP的ATP結合盒式轉運系統DmpXWV，生理與遺傳學分析表明該轉運系統是菌株DSS-3吸收DMSP的重要轉運系統。DmpX為該轉運系統中的底物結合蛋白，對DMSP具有很高的親和力和底物特異性；通過結構與生化分析揭示了DmpX識別結合DMSP的分子機制。生物信息學分析表明，DmpX蛋白廣泛分布于包括SAR11和MRG細菌類群在內的很多海洋細菌中；在全球海洋中，dmpX基因的轉錄水平也很高，這表明很多海洋細菌可以利用該轉運系統高效富集海水中的DMSP。本研究有助于理解海洋細菌驅動有機硫循環的過程及其對環境的適應機制。

dmpX基因在海洋細菌中分布的普遍性

張玉忠教授領銜的研究團隊長期從事海洋微生物學與微生物海洋學研究，近年來在海洋微生物驅動的碳、氮、硫元素循環領域取得了系列研究成果。本次在TheISMEJournal上發表的研究成果是該團隊在海洋微生物學與微生物海洋學研究領域取得的又一重要研究進展。

該論文由中國海洋大學、山東大學、齊魯工業大學、英國華威大學等單位的相關學者合作完成。研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目、泰山學者攀登計劃等項目的資助。

通訊員：李春陽

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41396-023-01375-3