来源：农业资源研究中心2021-12-30 08:25

是什么机制导致了生物对重金属的抗性？在漫长的进化过程中，每一种生物都发展了一种复杂且高度特异的机制来应对重金属胁迫。传统研究一般针对单个基因或操纵子，即“一抗一基因(操纵子)”的研究逻辑。然而，在基因组学时代，科学家们对许多个体进行了转录组或基因组研究，发现不仅特定的抗性基因，而且基础代谢和全球调节因子在重金属响应中也起着关键作用，这是最近频繁报道的。

是什么机制导致了生物对重金属的抗性？在漫长的进化过程中，每一种生物都发展了一种复杂且高度特异的机制来应对重金属胁迫。传统研究一般针对单个基因或操纵子，即“一抗一基因(操纵子)”的研究逻辑。然而，在基因组学时代，科学家们对许多个体进行了转录组或基因组研究，发现在重金属响应中起关键作用的不仅是特异性抗性基因，还有基础代谢和全球调节因子，如最近频繁报道的硫代谢途径。不同领域、不同进化复杂度、不同生理机制的生物，对镉胁迫有没有保守的反应机制？中国科学院农业资源研究中心研究员李晓芳最近通过毒理学试验、比较转录组分析、基因组深度注释和传统功能方法，探索了镉胁迫下三种跨界模式物种(大肠杆菌、酿酒酵母和莱茵衣藻)的保守调控基因和模式。相关研究成果发表在《微系统》杂志上，标题为《跨王国比较转录组学揭示镉胁迫下的保守遗传模块》。

在这项研究中，研究人员比较了三个物种在镉胁迫下的基因调控，发现了保守的反应途径和相关基因。四种常见的调控途径与镉胁迫有关，包括ROS反应、硫代谢、细胞壁重塑和金属离子转运，保守性被注释到基因家族水平。此外，该团队提出通过基因功能互补的实验来验证这些保守基因家族的进化关联性，并通过该实验发现了新的镉相关基因。模型微生物功能基因的注释已经逐渐完善，这种方法可以注释新的基因，表明了作为基因功能发现的跨界比较的可能性。

发现这些保守途径有什么用？在基因组学和基因编辑时代，这些共同的机制可能更容易应用于生物工程菌株的转化，并更广泛地应用于生物修复。这项研究首次尝试比较跨界生物的转录组，表明远缘物种具有保守的系统调节模式来应对压力。(100yiyao.com)

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