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为深入了解半乳糖凝集素（galectin）家族，研究人员对海洋海绵 Halichondria okadai 中的 HOL-30 开展研究。确定了其结构、糖结合特性等，发现它与其他海绵凝集素不同。这为进化研究及开发相关生物分子提供依据。
在奇妙的海洋世界里，海洋海绵这种古老生物隐藏着许多生命科学的奥秘。半乳糖凝集素（galectin）家族作为一类重要的蛋白质，在生物的生长、发育、免疫等多种生理过程中发挥着关键作用。然而，目前对于该家族在早期分支动物中的研究还存在诸多空白，比如不同亚型半乳糖凝集素的起源、结构与功能的关系，以及它们在进化过程中的变化规律等问题都有待解决 。为了深入探索这些未知领域，来自国外的研究人员对海洋海绵 Halichondria okadai 中的新型串联重复半乳糖凝集素 HOL-30 展开了全面研究。该研究成果发表在《BBA Advances》上，为我们理解半乳糖凝集素家族的进化和功能提供了重要线索。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展此项研究。在确定 HOL-30 的结构时，采用了 Edman 降解和转录组分析相结合的方法；利用 RNA 测序（RNA-seq）及相关生物信息学工具，对 HOL-30 的初级结构进行分析；通过 ColabFold 基于 AlphaFold3 预测其 3-D 结构模型；运用糖微阵列分析（glycan array analysis）研究其糖结合特性；借助荧光标记、细胞培养和细胞计数实验，探究其对 HeLa 细胞的作用；制备抗血清并使用免疫组化技术，确定 HOL-30 在海绵组织中的定位。
下面来看具体的研究结果。在整体 RNA 测序方面，对采集自日本相模湾的 Halichondria okadai 进行 RNA 测序，获得约 5000 万个高质量原始配对末端读数，组装得到 147,581 个单基因，转录组完整性良好，为后续研究提供了可靠数据基础。初级结构特征研究发现，HOL-30 由 281 个氨基酸组成，是串联重复型二聚体半乳糖凝集素，有两个碳水化合物识别域（CRDs），与已知的其他海绵凝集素在结构上存在差异，如缺乏信号肽序列 。其 N 端氨基酸被化学基团阻断，与 hRTL 等不同。3D 结构模型显示，HOL-30 的 N 端和 C 端结构域虽序列一致性低，但三级结构相似，且与人类 galectin-1 和 hRTL 总体结构相似，但缺少 hRTL 的辅助环。分子质量和血凝活性研究表明，HOL-30 在溶液中为二聚体，分子质量约 60kDa，其蛋白浓度与血凝活性成正比。二聚体结构预测显示，AlphaFold3 对其单体结构预测可信度高，但对二聚体结构预测存在不足。糖结合特性研究发现，HOL-30 对 1 型和 2 型乳糖胺聚糖（LacNAc）、3 型 H 血型聚糖以及 1 型和 2 型 B 血型聚糖有较高结合能力，与 hRTL 的糖结合模式差异显著。在对 HeLa 细胞的作用研究中，FITC 标记的 HOL-30 能结合并内化进入 HeLa 细胞，但对细胞增殖无显著影响。组织定位研究表明，HOL-30 在海绵组织实质细胞中呈镶嵌分布，主要围绕骨针存在，可能参与海绵骨骼结构构建。
综合研究结论和讨论部分，HOL-30 是海绵中第二个被报道的串联重复型半乳糖凝集素，其结构特点和糖结合特性为半乳糖凝集素家族进化研究提供了新视角。它缺乏信号肽序列，暗示这一特征在不同进化谱系中可能独立丢失。HOL-30 与脊椎动物串联重复型半乳糖凝集素在糖结合特性上的相似性，表明该特性起源古老。此外，HOL-30 对细胞生长调节无显著影响，但能结合并内化进入细胞，这使其成为研究聚糖在细胞调节中作用的理想模型。通过对 HOL-30 的研究，有助于揭示海洋无脊椎动物与环境的相互作用，为开发基于半乳糖凝集素的诊断、细胞调节分子及新型糖药物奠定基础，在生命科学和健康医学领域具有重要的潜在应用价值。
