珊瑚礁中蕴含着令人难以置信的生物多样性,从我们能看的见的海洋生物到我们不能看见的微生物。同时,珊瑚也含有各种各样的分子物质,很多珊瑚衍生分子已经证实具有重要的药用作用。然而,仍有成千上万的具有药用潜力的珊瑚礁分子是未知的。
圣地亚哥州立大学生物学家的一项研究给出了一个有前途的新方法,用来筛选珊瑚生物体中的重要化学性质,它可以让我们更容易地识别下一代珊瑚来源药物,更好地发现海洋分子多样性。文章发表在10月31日的最新一期《PNAS》上。
为了深入探究珊瑚礁的高分子多样性,本研究利用元质谱转移化学(MeMSChem,Meta-mass shift chemical profiling)分析的新方法,分析了珊瑚代谢组学的串联质谱数据集。研究发现,相同的分子根据其分类群不同,以不同的方式获得和失去化学基团,从而对珊瑚礁的高分子多样性提供了部分解释。
环境样品非目标代谢组学的常规检测可以检测到几千个小分子,但是大量的小分子根本无法鉴定。基于分子网络中各分子之间的质量差异的元质量转移化学(MeMSChem)分析方法,可以确定分子间的代谢组间关系并区分它们的假定化学基团(如H2、CH2、COCH2等)。 MeMSChem分析方法用于分析一些从原始珊瑚礁中采集的珊瑚、藻类和真菌病毒(即宿主及其相关的微生物和病毒)的公用代谢组学数据集。该分析方法仅限于检测样品中存在的分子。
研究共分析了三类珊瑚中的七个珊瑚礁共生功能体。结果显示,尽管基因组相似性很高,具有通过传统基因组方法不容易识别的生理功能,但不同类型的共生功能体(holobiont)具有明显独特的MeMSChem谱,即共生功能体以不同的方式修改相同的分子,从而造成了高多样性。MeMSChem谱也在个体之间存在部分差异,因此每个珊瑚礁共生功能体都是新型化学多样性的潜在来源。
(刘雪雁 编译)
原文链接:http://www.pnas.org/content/early/2017/10/11/1710248114.full