(相关资料图)

LMU的研究人员证明，海绵对微生物组的变化有反应，基因调控发生了广泛的变化。

多年来，越来越多的证据表明，微生物组——生活在生物中的所有微生物的总和——以各种方式与宿主相互作用，并可能影响关键的生命过程。海绵是地球上最古老的多细胞生命形式之一，同样拥有各种各样的微生物群落。由地球与环境科学系和LMU地球生物中心的Sergio Vargas助理教授和Gert W[gf]f6[/gf]rheide教授领导的一项新研究现已在模式生物Lendenfeldia软骨素中发现了分子机制，海绵通过分子机制对微生物组的变化做出积极反应。研究人员认为，他们的发现表明了微生物组和宿主之间系统发育相互作用的深层进化起源。

海绵是一种结构非常简单的生物，在进化过程中，它在6亿多年前从动物王国的其他部分分裂出来。海绵拥有参与调节海绵和微生物组之间相互作用的蛋白质，这些蛋白质似乎负责海绵根据微生物组的变化改变其形态的能力。巴尔加斯说：“这表明海绵与微生物组相互作用的能力是进化的早期发展。”。“然而，对潜在的分子机制还没有足够的研究。”研究人员现在以经常保存在水族馆中的伦登费尔迪亚软骨海绵为重点，研究了微生物组组成的变化是否以及如何影响海绵的基因活性。

微生物组缺陷引发海绵变化

软骨Lendenfeldia是一种海绵物种，其微生物组以光合蓝藻为主。它通过过滤水中的微生物获得食物，但也通过共生体提供碳化合物。海绵对蓝藻的损失做出了反应——例如，由于遮荫——其形态发生了显著变化：在本研究中，最初具有对开（叶状）生长形式的蓝色海绵转变为白色线状形态，微观结构明显不同。

应用转录组学方法使科学家们首次证明，这些变化伴随着基因调控的广泛修改。巴尔加斯指出：“我们观察到了参与免疫反应和发育的基因活性的变化。”。“这表明海绵可以感知微生物组的变化，并通过发育过程对其做出积极反应。”研究人员怀疑，遮蔽的海绵会改变它们的新陈代谢，以弥补它们从共生体中获得的碳化合物较少的事实。巴尔加斯说：“我们的发现强调了微生物组对动物营养和发育的重要性，并指出了动物及其细菌伙伴共同的深刻进化史。”。

Body-Plan Reorganization in a Sponge Correlates with Microbiome Change. Molecular Biology and Evolution,2023;40(6) DOI:10.1093/molbev/msad138