从进化视角解析 ε- 变形菌睡眠同源基因：探寻睡眠奥秘的系统发育基因组学新突破

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Studying sleep orthologs in Epsilonproteobacteria through an evolutionary lens: investigating sleep mysteries through phylogenomics

为探究睡眠相关基因在 ε- 变形菌纲Sulfurimonas paralvinellae中的进化作用及意义，研究人员运用系统发育基因组学方法开展研究。结果识别出多个保守睡眠同源基因，发现其受环境影响。该研究为后续实验及跨分类比较奠定基础。

　　本研究运用系统发育基因组学方法，考察睡眠相关基因在 ε- 变形菌纲（Epsilonproteobacteria）Sulfurimonas paralvinellae中的进化作用与意义。研究发现了保守的睡眠同源基因，如 DnaK（热休克蛋白 70，Hsp70）、丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）和钾离子通道家族蛋白，序列相似性在 39.13% - 61.45%。这与之前研究中伴侣蛋白和离子通道在睡眠过程中保守的观点一致。研究还观察到，结构域较少的蛋白质，如腺苷酸激酶（AK），比其他蛋白质的保守性更显著。

在S. paralvinellae这种适应高压和（或）高温的极端嗜热生物中，双功能蛋白 —— 丝氨酸 / 苏氨酸激酶和磷酸酶存在独特的适应性变化，表明其功能分化受生物体环境的影响。基因本体（Gene Ontology）研究结果显示，催化活性、钾离子通道功能和细胞过程显著，突出了离子通道在调节睡眠 - 觉醒周期中的重要性。此外，代谢和信号转导类别在过表达基因中并非特别显著，这意味着该蛋白亚家族具有更强的功能灵活性。

研究结果强调，同源基因相互作用复杂，受生态和进化的亚功能化及新功能化影响。这些发现加深了人们对睡眠相关基因进化及其与代谢和环境变化关系的理解，为后续实验研究和跨分类比较提供了基础。