12月24日，海洋与地球学院、近海海洋环境科学国家重点实验室董云伟教授与斯坦福大学 George Somero 教授合作，在 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)（《美国科学院院报》）发表题为“Comparing mutagenesis and simulations as tools for identifying functionally important sequence changes for protein thermal adaptation”的研究论文，探讨了海洋软体动物蛋白质温度适应性变化模式。这一文章与该团队2018年初在PNAS发表的“Structural flexibility and protein adaptation to temperature: Molecular dynamics analysis of malate dehydrogenases of marine molluscs”一文共同开辟了利用计算生物学进行贝类进化研究的方向。

　　董云伟团队在潮间带生物生化适应机制的研究过程中，结合分子动力学模拟和实验调控手段，发现极端高温下，耐热滨螺能够通过增强代谢关键酶的作用，避免蛋白质的解链，保持微结构完整和功能维持（J Exp Biol, 2017）；通过对原位体温跨度达60 °C的12种软体动物的研究，定量了cMDH结构柔性的温度适应性变化程度，揭示了氨基酸温度适应性进化的关键位点，阐述了蛋白质结构稳定性与生物地理分布的内在联系（PNAS, 2018）。将海洋软体动物生化适应研究从单一的定性实验，拓展到了基于计算生物学的定量研究，揭示了海洋软体动物细胞质苹果酸脱氢酶（cMDH）结构稳定性和功能适应性的趋同进化模式，建立了基于代谢关键酶的“酶促动力学—蛋白合成—模拟计算”的生化适应机制的创新性研究模式。

　　基于上述基础，课题组进一步拓展研究的深度与广度，比较分析了从南极洲半致死温度仅为 4 °C 的扇贝，到中国沿海可耐受 60 °C 以上高温的滨螺等26种海洋软体动物 cMDH 的温度耐受性，提出了蛋白质不同区域氨基酸的温度适应性变化模式，通过分子动力学分析揭示了具有重要功能的区域及其作用机制。这一系列研究成果加深了对海洋生物蛋白质温度适应机制的认识，为该领域提供了新的研究模式与思路，对于查明环境温度对生物分布的影响及其机制，预测气候变暖的生态学效应具有重要意义。

　　该研究工作的第一作者廖明玲为海洋与地球学院、近海海洋环境科学国家重点实验室2015级博士生。该成果得到国家自然科学基金项目（项目编号：41776135、41476115）和福建省杰出青年基金（2017J07003）资助。