近日，中國科學(xué)院水生生物研究所張承才研究員團(tuán)隊(duì)在藍(lán)藻細(xì)胞生物學(xué)研究取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“A c-di-GMP binding effector controls cell size in a cyanobacterium（環(huán)狀雙鳥苷酸受體蛋白調(diào)控藍(lán)藻細(xì)胞尺寸）”為題，在線發(fā)表于PNAS上 (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2221874120)。這是繼該團(tuán)隊(duì)數(shù)月前在PNAS和PNAS Nexus發(fā)表關(guān)于細(xì)胞分裂和發(fā)育的協(xié)調(diào)機(jī)制（Xing et al., PNAS 119 :e e2207963119, 2022; Liu, Xing et al., PNAS Nexus 2: pgac307，2023）后的又一項(xiàng)重要成果。

　　藍(lán)藻（Cyanobacteria）是地球上古老的放氧光合生物，不同種屬的藍(lán)藻細(xì)胞尺寸和形態(tài)多樣，但同一種的藍(lán)藻細(xì)胞在這些特性上具有驚人的穩(wěn)定性?；谒{(lán)藻在生物能源、制藥、生物合成等領(lǐng)域的巨大利用潛力，探索決定其細(xì)胞形態(tài)和尺寸穩(wěn)態(tài)的內(nèi)在機(jī)制，對采取合成生物學(xué)手段定制化構(gòu)建具有應(yīng)用前景的藍(lán)藻細(xì)胞意義重大（圖1）。 

　　張承才研究員團(tuán)隊(duì)長期致力于原核生物細(xì)胞形態(tài)形成相關(guān)的基礎(chǔ)生物學(xué)研究及藍(lán)藻生物技術(shù)及水華藍(lán)藻治理相關(guān)的合成生物學(xué)研究。該團(tuán)隊(duì)利用藍(lán)藻，研究細(xì)胞的分裂、尺寸、分化、及其之間的關(guān)系，以期建立細(xì)胞形態(tài)發(fā)生的分子機(jī)制。

    在前期研究中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中的第二信使環(huán)狀雙鳥苷酸（c-di-GMP）作為信號分子在藍(lán)藻中參與細(xì)胞尺寸的調(diào)控（Microbiology Spectrum，2023，11 : e0422822）。但藍(lán)藻中c-di-GMP的受體未知，也不具備其它物種中已知的同源受體，這極大的限制了對c-di-GMP在藍(lán)藻中的功能的理解。該團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難、不斷突破，借助生物化學(xué)、分子遺傳學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等多種研究手段，鑒定到藍(lán)藻中第一個(gè)c-di-GMP受體CdgR（c-di-GMP receptor），證明了c-di-GMP信號通過CdgR來調(diào)控藍(lán)藻細(xì)胞尺寸，揭示了CdgR結(jié)合c-di-GMP及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，并鑒定了相關(guān)信號途徑。該途徑的某些突變能夠產(chǎn)生致死表型，表明其具有非常重要的生物功能?；贑dgR在藍(lán)藻中高度保守，該項(xiàng)工作將極大地推動在藍(lán)藻中對c-di-GMP信使的功能研究，包括光調(diào)控、生物膜形成、細(xì)胞遷移、藍(lán)藻水華爆發(fā)等重要生理現(xiàn)象的分子機(jī)制。