多组学挖掘进食DNA硫修饰细菌对线虫寿命的影响

　　近日，Nature系列刊物Communications biology在线发表了上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室赵一雷教授研究团队的文章“Phosphorothioate-DNA bacterial diet reduces the ROS levels in C. elegans while improving locomotion and longevity”（doi: 10.1038/s42003-021-02863-y）。该成果是与微生物代谢国家重点实验室邓子新院士团队合作完成，博士研究生黄强为论文的第一作者，生命科学技术学院丛峰松副教授、复旦大学易涛教授、东南大学王大勇教授等为本文合作作者。该工作利用DNA硫修饰生物工程菌与对照菌喂养秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans，研究长期摄入PT-DNA物质对真核生物的生理影响。

　　微生物组学分析表明人类肠道微生物群中存在大量的硫修饰细菌，然而它们对宿主的潜在作用尚不明确。赵一雷研究团队从测量线虫体内的ROS水平入手，发现长期进食硫修饰细菌的低龄线虫体内活性氧水平显著下降，特异性荧光探针实验表明过氧亚硝酸类ROS分子下降最为明显。同时，它们的衰老标志物脂褐素水平也随之下降，但个体活动度上升、寿命延长。对百草枯、重金属铬离子、热激等急性氧化胁迫的抵抗力也获得了增强。差异转录组学测序分析表明进食活跃的年轻线虫体内多达上百种基因表达被显著调控，包括抗ROS基因sod-3、热激蛋白 hsp12.6、谷胱甘肽硫转移酶基因（GSTs）、寿命调节基因jnk-1等都发生了显著变化，这些受调控的基因富集在蛋白磷酸化、神经受体、DNA复制修复等生物过程，极有可能影响了daf-16基因相关的胰岛素信号通路。

　　赵一雷教授长期从事PT-DNA抗氧化和分子识别的研究。该论文这项工作是他们连续报道PT-DNA双螺旋结构扰动(JPCB-2012)、上下游序列相关性(JPCB-2015)、抗芬顿试剂(SciRep-2017)、抗过氧亚硝酸 (ACS Chem. Biol.-2020)后的又一系统性研究进展。该工作获得了国家自然科学基金面上项目和科技部重点研发项目的资助。

　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-021-02863-y