《元质量转移化学分析法筛选珊瑚礁药物分子多样性》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2017-12-01
  • 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)

  • 原文来源:https://newscenter.sdsu.edu/sdsu_newscenter/news_story.aspx?sid=76960
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  • 《WHOI设计DISCO测量珊瑚礁上的高反应性超氧化物》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2019-12-27
    • 伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员成功设计并测试了便携式设备DISCO。他们使用该设备对高反应性氧气(即超氧化物)进行了首次现场测量,该研究成果发表在10月29日的《环境科学与技术》杂志上。 超氧化物是一种反应性化学物质,是所有呼吸和光合作用生物的副产物,可能对珊瑚礁的健康起着不可或缺的作用。这种不稳定形式的氧或活性氧(ROS)容易得到或提供电子,而超氧化物会催化导致癌症和其他疾病的化学反应,而且,在包括珊瑚在内的许多生物中,超氧化物的性质可能更为复杂。 WHOI海洋化学家Hansel和她的小组研究了该化学物质与在珊瑚礁中的共生微生物的相互作用。初步证据表明,当超氧化物在珊瑚细胞内部达到高浓度时,珊瑚可能无法抵抗超氧化物的毒性作用,但为了抵御海洋感染,珊瑚也可能会在细胞外使用该化学物质,这种机制可能是由海洋温度升高诱导发生。 直到最近,超氧化物的短暂性质一直使在海洋环境中取样变得异常困难-该化学物质在海水中仅能持续数分钟。没有足够的时间将水样转移到实验室进行适当的分析。同时,其他船载系统操作繁琐,取样分析只能在非常特殊的环境中使用。 为了克服这些限制,科研人员通过与工程技术人员紧密合作,共同开发了世界上第一个便携的潜水式化学发光传感器(DISCO)。科研人员在2017年对古巴原始珊瑚礁系统Jardines de la Reina进行研究时利用该设备测量了超氧化物实时采样的浓度。 这种方形的手持设备包括一个水封电池和一个平板电脑屏幕,潜水员可以在深处操作。在内部,流体泵吸收珊瑚产生的化学物质。然后,DISCO向混合物中添加一种化学物质,该化学物质与超氧化物反应以产生可测量的光,并由传感器读取。有了这些工具,DISCO在首次现场测试中就发现了珊瑚物种之间超氧化物水平的显著差异。 (王琳 编译)