構建首個八倍體動物中華鱘的單倍型基因組序列圖譜

中華鱘基因組組裝序列圖譜關鍵特征分布

中華鱘是中國國家一級保護動物，其野外種群資源處于極危狀態。如何高效促進中華鱘資源恢復是當前難題。基因組信息作為物種遺傳研究的基礎，對于中華鱘保護研究尤為重要。然而，中華鱘基因組包含264條染色體，半數以上為微小染色體，相較于包含46條染色體的二倍體人類基因組，具有極高的復雜度。

中國長江三峽集團有限公司中華鱘研究所杜合軍教授團隊與華大基因公司簡建波博士團隊合作，構建了首個八倍體動物中華鱘的單倍型基因組序列圖譜，闡明了中華鱘是具有復雜倍性組成的同源八倍體物種，解答了鱘形目魚類研究領域長達半個世紀的四倍體和八倍體的倍性組成及來源爭論。該研究首次從基因組角度揭示了中華鱘的進化軌跡和多倍體形成過程：鱘形目在約2.1億年前發生了第1次鱘形目特異性全基因組加倍；隨后在約1.5億年前發生了匙吻鱘科和鱘科分化；在8950萬—8530萬年前發生了中華鱘和小體鱘分化；中華鱘祖先又在約3510萬年前發生了一次譜系特異性的全基因組加倍；在二倍化和全基因加倍的雙重作用下，最終形成當前復雜八倍性。

（來源于中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊：

Genomics，Proteomics &Bioinformatics

新型塑料降解酶的發現及增強機制

MHET障礙酶的挖掘流程

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料廢物的積累對全球塑料污染治理構成了重大挑戰。生物降解法作為一種成本低、污染少的回收處理方式，展現出了廣闊的應用前景。2016年報道的IsPETase和IsMHETase雙酶聯用體系為在溫和條件下降解PET微塑料提供了新的技術路徑，其中IsPETase是降解高聚物的主要水解酶，IsMHETase則通過水解中間產物對苯二甲酸單（2-羥乙基）酯（MHET）來消除MHET對IsPETase的競爭性抑制作用。

該研究旨在通過生物信息學與結構分析的方法，挖掘新型MHET水解酶，建立更高效的PET雙酶降解系統。首先，對生物信息數據庫中已收錄的同源蛋白序列進行整理，限制與催化或底物結合相關的氨基酸位點序列，根據這一篩選條件獲得9條潛在的MHET水解酶序列。之后，對9個蛋白質進行重組表達以及活性測定，成功挖掘出BurkMHETase。該酶在pH值7.5、37°C條件下能夠高效催化MHET水解，并能與IsPETase協同作用從而加速PET薄膜的降解。進一步的生化分析表明，相比于IsMHETase，BurkMHETase具有更高的MHET親和力，據此，研究者們開展了結構分析和定點突變實驗。結果顯示，495位的芳香族氨基酸殘基對酶的MHET親和力以及水解活性具有重要影響，這可能與芳香族側鏈和MHET的苯環間形成的π-π相互作用存在聯系。該項工作為理解MHET水解酶的底物結合機制提供了新的線索，有助于進一步探索MHET水解酶的進化歷程、結構改造以及反應系統優化。

（來源于中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊：《生物工程學報》，2024，40（3））

《科技導報》創刊于1980年，中國科協學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的成果報道、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、智庫觀點、科技評論、熱點專題、綜述、論文、學術聚焦、科學人文等。