《沈阳生态所在微生物残留物的矿物保护机制方面取得进展》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-01-24
  • 微生物是土壤有机质分解和转化的重要驱动者,微生物通过分解有机质以获得自身生长所需的养分和能量,在微生物死亡后形成的残留物也是土壤有机质的重要来源。目前关于微生物残留物在土壤中的稳定机制尚不清楚,影响了人们对土壤有机质动态的准确预测。基于此,中国科学院沈阳应用生态研究所研究团队通过13C15N高丰度同位素示踪技术和数值模型模拟的方法,利用不同矿物组成的人造土壤,探究了土壤矿物组成对微生物残留物碳和氮周转的影响,发现2:1型粘土矿物伊利土和蒙脱土处理下残留物碳和氮矿化速率常数和解吸速率常数显著低于1:1型粘土矿物高岭土处理,吸附速率常数结果正好相反;金属氧化物类型对微生物残留物碳和氮周转过程没有影响;微生物残留物氮的周转过程均显著快于微生物残留物碳,可能因为土壤碳氮比较高,超过碳氮比阈值,造成微生物对微生物残留物氮的优先利用,以缓解微生物氮限制。相关研究表明了矿物保护是微生物残留物长期稳定的重要机制。研究成果以Mineral composition controls the stabilization of microbially-derived carbon and nitrogen in soils: Insights from an isotope tracing model为题,发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)上。

  • 原文来源:https://www.cas.cn/syky/202401/t20240123_5001364.shtml
相关报告
  • 《微生物所在PD-1糖基化修饰与抗体药物作用机制研究中取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-10-20
    •  近年来,以PD-1/PD-L1为靶点的单克隆抗体治疗在肿瘤免疫治疗中取得了重大进展。PD-1是一个高度糖基化的免疫分子,而肿瘤的发生发展常伴随糖基化修饰的异常,并且PD-1的N-糖基化位点在人群中存在一定多态性,因此,研究PD-1的糖基化修饰及其对抗体药物作用的影响,对于理解PD-1为靶点的抗体药物作用机制及指导药物开发具有重要意义。Camrelizumab是靶向PD-1的IgG4型人源化抗体,该抗体于2019年5月在中国获批上市,用于复发/难治性经典型霍奇金淋巴瘤及肝细胞癌等的治疗,并展示出良好的临床治疗效果。   2020年10月16日,中国科学院微生物研究所高福院士团队与澳门大学健康科学学院邓初夏教授团队合作,在EMBO Reports杂志发表了题为“N-glycosylation of PD-1 promotes binding of camrelizumab”的研究成果。研究发现PD-1分子N-糖基化修饰呈现多态性,不同表达系统的PD-1的蛋白稳定性评价结果表明糖修饰对PD-1分子的稳定性具有重要影响。研究者分别对camrelizumab与不同表达系统的PD-1的亲和力进行测定,发现camrelizumab与原核表达的PD-1分子的亲和力比与昆虫或哺乳动物细胞制备的PD-1亲和力低约200倍。研究者推测这种亲和力的差异很可能是由于PD-1分子在三种表达系统中的糖基化修饰不同造成的。   研究者进一步解析了camrelizumab-scFv/PD-1的复合物结构。结构分析发现camrelizumab的重链的三个CDR区均可以与PD-1结合,轻链的LCDR1和LCDR3参与PD-1的结合。Camrelizumab的轻链与PD-1的结合区对PD-L1的结合形成很强的空间位阻,可以有效的阻断PD-1与PD-L1的结合。更重要的是,结构分析显示PD-1的N58位点上的N-乙酰氨基葡萄糖和海藻糖残基直接参与camrelizumab的结合。结合实验表明, N58A突变后的PD-1以及用去糖基化酶PNGase消化后的哺乳动物细胞表达PD-1蛋白与camrelizumab的亲和力均显著降低。对PD-1/PD-L1作用的阻断效应是camrelizumab发挥T细胞活化和抗肿瘤作用的主要机制,而流式细胞分析发现,PD-1的N58位点突变后,camrelizumab阻断 PD-1与PD-L1结合效率显著下降。   本研究阐明了治疗性抗体camrelizumab与PD-1相互作用的分子机制,深入分析了PD-1的N58位点的糖基化修饰对抗体结合及其阻断活性的影响,为深入理解抗体药物的作用机制及指导药物开发提供了重要参考。
  • 《沈阳生态所在保护性耕作条件下细菌调控土壤有机质积累的时间尺度效应方面取得进展》

    • 来源专题:耕地与绿色发展
    • 编译者:张毅
    • 发布时间:2025-06-30
    • 免耕结合玉米秸秆覆盖可促进土壤有机质积累。土壤细菌群落对生境变化敏感,通过调控碳氮循环控制土壤有机质库形成过程。但是,在长期保护性耕作条件下,细菌介导土壤有机质量质变化的时效性及控制机制尚不明确。本研究通过对不同秸秆覆盖年限(0年、6年、10年和14年)下土壤细菌群落结构和代谢功能潜力进行系统分析,揭示了我国东北地区长期玉米秸秆覆盖对细菌群落特征和演变规律的影响。相较于地上部秸秆全部移除处理,秸秆连续还田6年后,细菌群落呈现出活跃生长代谢特征,表现为系统发育多样性提升、富营养和寡营养细菌比值增高、种间互作网络复杂度增加,以及生物合成潜力增强;秸秆连续还田10年后,细菌群落变化趋势类似,但伴随放线菌门与其他菌种间竞争加剧;至秸秆连续还田14年时,细菌群落碳水化合物合成效率降低。与此同步,土壤有机质含量在秸秆还田10和14年后分别增加了42.7%和53.6%,碳氮比升高,且秸秆还田14年时,活性碳组分显著提升。 上述细菌群落与土壤有机质库演变的时序协同规律表明,保护性耕作条件下土壤有机质库的构建经历了从细菌初始饥饿缓解的稳定周转阶段,到群落功能竞争性重塑推动的快速积累阶段,最终到群落碳代谢效率权衡时期实现有机质量与碳可利用性的同步提升。结构方程模型进一步证实,土壤富营养和寡营养细菌的比值以及细菌生长策略对碳有效性反馈的时间特征,是调控土壤有机质质量演变的核心路径。本研究将细菌群落特征与土壤有机质积累阶段进行了关联,为深入解读黑土地保护性耕作技术维持和提升土壤有机质的机制提供了微生物学参考。 研究成果以How bacterial traits scale to soil organic matter pool buildup revealed by long-term maize straw mulching experiment为题于2025年6月发表在Agriculture, Ecosystems & Environment期刊上。中国科学院沈阳应用生态研究所博士研究生贺章咪和副研究员朱雪峰为共同第一作者,何红波研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院先导专项A类项目、国家自然科学基金区域创新发展联合基金、青年科学基金以及沈阳市科学技术计划自然科学基金专项的资助。