古菌膜脂环化如何影响细胞功能：调控菌毛形成与膜蛋白活性的关键机制

为探究膜脂 GDGTs 环化的生理功能，研究人员以嗜酸热硫化叶菌（Sulfolobus acidocaldarius）为对象开展研究。结果发现，GDGT 环化酶突变体抑制菌毛形成、降低细胞运动性，还影响膜蛋白表达和 ATP 浓度。这揭示了古菌适应环境的特殊机制。

　　增强膜脂甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）的环化是古菌适应各种环境压力的关键策略。然而，膜脂环化的生理功能仍不明确。在嗜热嗜酸泉古菌嗜酸热硫化叶菌（Sulfolobus acidocaldarius）中，研究发现缺乏 GDGT 环化的 GDGT 环化酶突变体抑制菌毛（archaellum）形成，并降低细胞运动性。这种抑制是由于菌毛操纵子转录减少，可能是因为调节菌毛操纵子表达的跨膜转录因子 ArnRs 的 C 端结构域被切割。转录组和蛋白质组分析表明，GDGT 环化缺陷广泛影响膜相关蛋白（包括呼吸链蛋白）的表达，并降低细胞内 ATP 浓度。此外，系统发育分析表明，GDGT 环化与菌毛形成之间的相关性在（超）嗜热古菌中普遍存在，这在广古菌科达卡热球菌（Thermococcus kodakarensis）中得到进一步验证。研究结果表明，古菌通过修饰膜脂深刻改变细胞附属物和细胞生理，以适应环境波动。