类固醇合成发现可以重写教科书

类固醇是所有复杂生物(如动物和植物)生命中必不可少的分子。来自VIB-UGent植物系统生物学中心，科技大学悉尼气候变化群和昆士兰大学的研究人员现已在一些现代生物中发现了类固醇生物合成途径中的一种新的中心酶。这不仅可能导致进化“重新思考”，而且还开辟了控制水产养殖中有毒藻类的新方法。他们的研究结果发表在Nature Microbiology上。

随着CRISPR / Cas9等基因组编辑工具的日益普及，科学家们可以前所未有地获得许多内在代谢过程，这些过程已经发展了数十亿年，以塑造生命之树。科学家们说，一项新的研究探索了一组称为硅藻的微藻中的类固醇生物合成途径，这促使人们重新思考真核生命的关键进化方面。

了解硅藻的潜在自然代谢对于为不断发展的生物技术领域设计合成生物学和代谢工程策略是必要的。此外，发表在“自然微生物学”杂志上的研究结果为水产养殖业提供了潜在的实际应用，可以深入了解抑制有毒藻类感染的方法。

该研究是由悉尼科技大学气候变化群(UTSC3)和VIB-根特大学科学家以及昆士兰大学共同领导的国际合作。

UTSC3的合着者和CSIRO合成生物学未来科学平台研究员Michele Fabris博士表示，该团队的兴趣是由早期的研究引发的，该研究表明，类固醇生物合成的新型替代酶可能会“隐藏”在某些微藻物种中。

“甾醇是所有真核细胞必不可少的成分。如果没有甾醇植物，动物和真菌就无法生存。我们都依赖于20多亿年前出现的细胞中相同的古老代谢机制。或者我们认为，”他说。

VIB-UGent植物系统生物学中心植物代谢领域的领先专家Alain Goossens教授说，根据生物化学教科书，甾醇生物合成中第一个也是最重要的一步，即角鲨烯环氧酶，SQE，被认为是所有现代生物从他们共同的祖先继续进行。

主要作者，VIB-UGent研究员Jacob Pollier博士说，相反，他们发现“许多生物使用另一种完全不同的酶，另一种SQE(AltSQE)。”

“大自然提出了一种不同的方式来实现对生活至关重要的功能。我们不知道为什么会这样，但它对我们对生命进化的理解有着深远的影响，”他说。

对关于类固醇生物合成的公认观点的重新思考也可能开辟潜在的途径来控制影响水产养殖业的有害有毒藻类和寄生虫感染，分别导致人类海产品中毒和经济损害。虽然不是本研究的重点，但这种新型酶的发现可以在这个领域找到应用。

“因为甾醇途径是这些生物体必需的功能，所以进行关键步骤的酶可以提供一种新颖的，潜在的'杀灭'开关，如果有适当的目标，”Fabris博士说。

研究人员还发现了另一个惊喜。在一类与藻类大量繁殖感染和大规模死亡相关的海洋病毒中发现了相同的AltSQE基因。

“藻类大量繁殖被认为会影响云的形成，因此最终影响地球的气候系统。这些海洋病毒已被劫持藻类类固醇代谢，因此AltSQE可在海洋云的形成和气候调节中发挥重要作用，”Pollier博士说。

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