深圳子科生物報道：

中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室王琳淇課題組在《自然 - 微生物學》(Nature Microbiology) 以長文（Article）的形式發(fā)表了題為 Cryptococcus neoformans sexual reproduction is controlled by a quorum sensing peptide 的研究成果。該研究報道了*例細胞密度感應信號（quorum sensing signal，也稱為群感效應信號）依賴的真核有性生殖，揭示了細胞密度感應因子 Qsp1 作為關鍵胞外信號分子激發(fā)重要人類病原真菌新生隱球菌（年死亡人數(shù)超過 20 萬，致死率 20%-70%）的有性生殖和減數(shù)分裂過程。

有性生殖是包括真菌在內(nèi)的真核生命*的基礎繁殖方式。真菌作為遺傳操作便利的研究材料廣泛地被應用于探索有性生殖在環(huán)境適應、物種進化以及感染疾病中所扮演的功能角色，其中人類病原真菌新生隱球菌是研究真菌有性生殖的模式菌之一。該病原菌具有兩種交配型（α 和 a），可通過α-a 異性生殖和α同性生殖兩種模式進行有性生殖。自然界中超過 99% 的菌株為α交配型，故α同性生殖被認為是新生隱球菌的主要有性生殖方式。

越來越多的研究表明，α同性生殖作為重要的適應性行為維系了新生隱球菌及其姊妹種格特隱球菌在宿主侵染方面的短期適應優(yōu)勢和長期種系優(yōu)勢：一是α同性生殖的產(chǎn)物同性孢子可作為重要的感染繁殖體參與早期宿主肺臟定植；二是α同性生殖作為隱球菌關鍵的進化動力通過創(chuàng)建遺傳物質和核型多樣化，推動了生態(tài)位擴展及毒力進化，并造成過北美嚴重的爆發(fā)性感染。

王琳淇課題組的研究發(fā)現(xiàn)，與大多數(shù)真菌有性生殖不同，隱球菌α同性生殖的啟動并不需要性信息素信號（經(jīng)典真菌“性激素分子”）的激活但高度受控于細胞密度。當細胞密度升高時，細胞密度感應分子 Qsp1 在胞外大量積累，高濃度的 Qsp1 分子誘導α同性生殖的發(fā)生并隨后啟動減數(shù)分裂過程，zui終導致高感染性同性孢子的產(chǎn)生。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，Qsp1 對隱球菌同性生殖過程的激活需要一個細胞密度響應蛋白 Cqs2 的參與，通過結構建模結合染色質免疫共沉淀技術，證實 Cqs2 通過一個未報道的 DNA 結合結構域，參與調(diào)控了細胞密度驅動的同性生殖的激活。

有性生殖是一種古老的真核繁殖方式，其化石證據(jù)可追溯到 12 億年前狹帶紀，被認為起源于單細胞真核微生物祖先。近期杜克大學 Joseph Heitman 實驗室發(fā)現(xiàn)，隱球菌α同性生殖保持了早期真核祖先有性生殖的重要性征（不依賴于細胞融合而是借助細胞周期調(diào)控提高染色體倍性），代表了古老的有性生殖方式。因此，這項研究暗示了細胞密度依賴的群感調(diào)控可能作為一種古老的胞外調(diào)控方式在真核生物祖先的有性生殖過程中扮演了重要的角色。

王琳淇的研究得到了中科院前沿科學重點研究計劃項目、國家自然科學基金委“青年科學基金”、面上項目、國家科技重大專項等基金的支持。微生物所博士田秀云、助理研究員何光軍和博士生胡鵬杰為共同*作者。北京大學醫(yī)學部楊恩策課題組利用差異表達特征分析和 AIM-sequencing 技術協(xié)助確定了新生隱球菌 Qsp1 信號轉導通路的關鍵組分 Cqs2。微生物所吳邊課題組在 Cqs2 蛋白結構建模方面給予了重要幫助。佐治亞大學教授林曉蓉以及微生物所白逢彥課題組為該研究提供了菌種和材料的支持并給予了寶貴的建議。