90 摘要 蓝细菌噬菌体依赖蓝细菌进行自我复制，因此它们的 感染过程也受到日光周期的影响。近期，曾教授团 队探究了单细胞蓝细菌Prochlorococcus原绿球藻和 Synechococcus聚球菌的昼夜侵染模式。他们发现， 噬菌体在黑暗中感染宿主细胞时呈现出三种不同的夜 间侵染模式。然而，相关的潜在分子机制仍然有待探 索。曾教授及其团队开展的此项研究工作将使我们全 面了解蓝细菌和蓝细菌噬菌体对日光周期的响应。他 们的工作将帮助揭示光周期影响蓝细菌和蓝细菌噬菌 体相互作用的分子机制，并具体阐述噬菌体对宿主的 昼夜节律的影响，包括宿主细胞的细胞周期和碳代 谢。最终，他们将构建数学模型来预测日光周期下南 海蓝细菌和蓝细菌噬菌体的种群动态。因此，该研究 对于理解海洋生态系统的健康和安全至关重要。 研究活動和進展 • 对北太平洋亚热带回旋区的噬菌体转录本进行转 录组分析； • 探究光周期对多个蓝细菌-蓝细菌噬菌体系统中细 胞和种群动态的影响； • 建立光驱动的蓝细菌噬菌体侵染的种群动态模 型，包括细胞生长和病毒感染的动态； • 在光周期培养条件下进行侵染实验，测量种群动 态数据对构建的数学模型进行测试。 主要發現 • 蓝藻病毒野外种群中晚期基因的峰值表达时间明 显较晚，这表明海洋中蓝细菌噬菌体的侵染活动 是同步于日周期的； • 模型数据的整合显示，光依赖吸附行为可以提高 蓝细菌噬菌体侵染的种群动态模型的预测准确 度； • 此项研究提供了数学模型来定量模拟重建从细胞 水平到种群水平的病毒侵染动态。 研究成果 发表文章 1 培养人才 5 藍細菌病毒的晝夜侵染節律 曾庆璐教授 香港科技大学 Fig 2. Peak expression times of periodically expressed cyanophage genes (Chen et al. 2020 Microbiome)
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