Q550L在适应高压环境中具有潜在的作用

深海，特别是位于海平面6000米以下的深渊区域，一直被认为是生命难以生存的禁区。探索生命如何适应如此严格的环境，为了解生物进化，促进生物保护提供了宝贵的视角。

3月6日，西北理工大学生态环境学院王坤教授团队与中国科学院深海科学与工程研究所研究员团队、张海滨研究员团队在《细胞》中发表了深海生物学领域的最新原创研究成果，西北理工大学博士生徐文杰是联合第一作者。

该团队以深渊地区的代表性物种超深渊狮子鱼为研究模型，深入探索了该物种在极端环境中的适应性遗传机制。该团队分别于2019年在《自然生态与进化》中工作(Nature Ecology & Evolution)和2023年在《e Life》期刊发表了相关研究论文，揭示了超深渊狮子鱼的生存密码，发现这些“深渊居民”在感官系统、昼夜节律和骨骼系统方面发生了重大适应性变化，并从细胞层面揭示了其应对高静水压力的遗传基础。然而，由于研究集中在单一物种上，对脊柱动物在深海环境中的适应性的全面理解仍然缺乏。

为了填补这一空白，王坤教授团队与中国科学院深海科学与工程研究所进行了联合研究。经过多次深海巡航，从深海不同地区收集了11种鱼类样本。通过对这些样本的基因组数据的深入分析，研究小组建立了深海鱼类的“生命进化树”，揭示了脊柱动物征服深渊的过程。

研究结果显示，少数深海鱼类在1亿年前开始适应深海环境，而大多数现有的深海鱼类在6500万年前的大灭绝后进入深海地区。进一步研究发现，深海鱼类突变率低，与DNA修复和细胞膜功能维持相关的自然选择信号，对深海黑暗环境的适应性也发生了不同程度的变化。与此同时，研究小组进一步探讨了脊柱动物应对高压环境的分子机制。氧化三甲胺可以在高压下稳定蛋白质结构(TMAO)它被认为是脊椎动物适应深海高压环境的“抗压神器”。通过测量不同深度鱼类肌肉组织中的TMAO含量，团队发现生存深度为0-6000米的鱼类随着深度的增加而增加，但6000米以下的深海鱼类没有这种趋势。这表明，TMAO并不能单独解释所有深海鱼类在高压下的适应机制，可能有更微妙的分子机制。

他们更突破性的发现是，所有生存深度低于3000米的深海鱼类都有高度保守的RTF1基因突变(Q550L)。实验表明，这一突变影响了转录效率，揭示了该基因在适应高压环境中的潜在作用。这一发现为揭示深海生物压力适应的分子机制开辟了新的研究方向。

此外，该团队还发现，来自马里亚纳海沟和菲律宾海沟的超深渊狮子鱼肝脏组织中含有高水平的多氯联苯(PCBs)，这是一种常见的人工合成污染物。这一发现警告我们，人类活动对深海脊柱动物产生了深远的影响，甚至在地球最深的海沟中也难以逃脱污染。

作者之一说：“当我们在万米深渊中发现生命的奇迹时，我们也看到了环境保护的紧迫性。”。

该研究领域的专家认为，这项跨学科边界的研究正在重新定义人类对生命韧性的认知。