介绍一篇发表在JACS上的文章“Surface Lipids in Nematodes are Influenced by Development and Species-specific Adaptations”，通讯作者是来自英国诺丁汉大学药学院的Veeren M. Chauhan博士，他的主要研究方向是模式生物表面生物大分子组成及其对物种间相互作用的影响。

生物体通过体表成分与环境相互作用，这些表面成分充当动态界面，不断适应生理变化和环境刺激。是研究表面组成及其生物学功能的重要模式生物。在本文中，作者利用一种先进的表面敏感质谱方法3D-OrbiSIMS，直接表征了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）和 太平洋线虫（Pristionchus pacificus）最外层区域（∼50 nm）的分子组成，以获取对物种特异性表面脂质组成及其在线虫生物学中作用的理解。

3D-OrbiSIMS将气体簇离子束（GCIB、Ar3000+）与Orbitrap质量分析器联合使用，可以在没有化学固定或额外标记的情况下，以相对较高的空间分辨率（≥2 μm）和质量分辨能力实现直接表面化学成分分析。对秀丽隐杆线虫成虫和幼虫的分别分析结果显示，二者的整体表面构成非常相似，但结合脂质数据库的进一步评估则发现成虫表面的脂质复杂性显著增加，尤其是长链脂肪酸和甘油三酯的含量普遍高于幼虫，相似的现象也在太平洋线虫中被观察到，这可能暗示了表面脂质在发育过渡中的关键作用。

考虑到表面锚定的脂质在秀丽隐杆线虫角质层表面很突出，作者随后通过分析过氧化物酶体β氧化途径中的突变体来探索代谢途径在产生这些化学物质中的作用，该途径对于超长链脂肪酸的降解以及短链脂肪酸和蛔虫苷的合成至关重要，其中硫醇酶DAF-22是该途径的末端酶。因此，我们作者测试了秀丽隐杆线虫中的daf-22 突变体，以评估它们对成虫和幼虫阶段表面化学的影响。3D-OrbiSIMS 分析显示，与秀丽隐杆线虫野生型相比，Cel-daf-22突变体成虫和幼虫的总脂质成分分别减少了 8.5% 和 14.85%。将野生型与Cel-daf-22突变体表面具体组分进行比对，成年Cel-daf-22突变体和幼虫Cel-daf-22突变体中脂质信号质量峰组成都有明显变化。因此，过氧化物酶体 β-氧化途径是秀丽隐杆线虫发育中表面锚定脂质合成和阶段特异性表面组成建立所必需的。

最后，作者又尝试探索线虫表面化学组成的变化是否会影响物种特异性接触导致的相互作用。由于太平洋线虫可以捕食其他线虫物种，作者测试了秀丽隐杆线虫野生型和Cel-daf-22突变体幼虫被捕食的行为差异。太平洋线虫成虫更多地捕食Cel-daf-22突变体幼虫，表明该代谢途径生成的脂质具有潜在的保护性功能，关键结构脂质（如脂肪酸、甾醇和鞘糖脂）的减少可能会损害角质层的完整性，使突变体更容易受到物理攻击。

总的来说，本文直接表征了线虫最外层区域的分子组成，并探索了蛋白质突变对脂质产生的影响，证实了线虫表面脂质是发育依赖性的、物种特异性的，并且是种间相互作用的基础。

本文作者：FTY

责任编辑：WYQ

DOI：10.1021/jacs.4c12519

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c12519