研究显示细菌如何调整其脂多糖以在南极湖泊的寒冷中生存

　　科学家们发现了生活在南极洲一个冰雪覆盖的湖泊中的一种假单胞菌所采用的一些独特的生化生存策略。他们对细胞外膜的分析显示了脂质A部分的羟基化和磷酸化模式如何帮助细菌耐受接近冰点的温度

　　假单胞菌是一组革兰氏阴性菌，是地球上最丰富的微生物属之一，目前已知有300多种。假单胞菌主要是腐生生物，大多数种类的假单胞菌生活在土壤、植被或水中，少数作为人类的机会致病菌。

　　一些假单胞菌栖息在不适宜生存的生态位。像其他极端微生物一样，一些假单胞菌适应其生化特性，在高盐度、低氧可用性和冰冻温度等条件下茁壮成长。

　　那不勒斯费德里科二世大学的弗拉维亚纳·迪·洛伦佐和他的同事从南极洲的恩尼格玛湖分离出一种这样的细菌——假单胞菌sp. EW#7，以确定这些微生物是如何在那里生存的。因其中心神秘的沉积物沉积而得名，恩吉玛湖永久被冰覆盖，被捕获的水体可降至0.4°C。

　　研究小组对sp. EW#7的脂多糖外膜进行了纯化和检测。含有o抗原、核心寡糖和脂质A的样品分别保存在20°C和0.4°C进行分析和表征。

　　通过结合Maldi-Tof质谱法和1D和2D NMR，他们发现两组样品都具有相同的o抗原重复单元，并且在脂多糖的碳水化合物部分没有差异。

　　然而，使用负离子Maldi-Tof串联质谱法，他们发现在0.4°C保存的样品中脂多糖的脂质A部分发生了变化。与温暖的样品相比，他们看到脂肪酸羟基化减少，磷酸化增加。此外，分子动力学研究表明，在0.4°C保存的脂质A样品中，脂肪酸的二次羟基化较少，但也有过磷酸化。这些生化调整似乎支持细胞膜的横向扩散，使其保持流动性和完整性，这些特性对细胞的形态和功能至关重要。值得注意的是，这种适应似乎与其他假单胞菌采用的生存策略不一致

　　

　　脂质A过度磷酸化似乎有助于假单胞菌sp. EW#7在Enigma湖的极端寒冷中生存

　　荷兰皇家海洋研究所（Royal Netherlands Institute for Sea Research）微生物生理学和膜脂生物合成专家Diana Sahonero-Canavesi评论说：“可能有某种调节或某种生物机制感应到这些变化，使第二链的磷酸化程度增加，羟基化程度减少。”她没有参与这项研究。

　　Sahonero-Canavesi说，这些发现为从生物技术、生物地球化学到酶学等各个领域的进一步研究提供了令人兴奋的前景。“微生物酶的这些变化也很重要，因为它们表明一定有冷适应酶的来源来产生这些特定的变化。”此外，Sahonero-Canavesi指出，这项工作可以启动对假单胞菌物种的生物合成能力的调查，询问羟基化的这些模式是否遵循一个轨迹，甚至能够适应零度以下的温度？