弹尾目动物通过水平基因转移获得脂肪酸去饱和酶实现ω-3多不饱和脂肪酸生物合成的进化机制

本研究首次揭示了弹尾目（Collembola）通过水平基因转移获得前端去饱和酶（front-end desaturase），经基因复制和新功能化进化出Δ5/Δ17双功能活性，实现从陆生环境中合成必需营养素二十碳五烯酸（EPA）的分子机制，填补了节肢动物ω-3长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFA）合成通路的空白。

　　

亮点

弹尾目动物具有活跃的EPA生物合成能力

通过气相色谱-质谱（GC-MS）和同位素示踪实验证实，四种弹尾目物种（包括等节跳虫科和长角跳虫科）均能合成EPA（7-13%总脂肪酸），并检测到ω-6 PUFA（LA、ARA等）的存在。液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）显示¹³C标记的LA可转化为ARA和EPA，提示EPA通过"ARA→EPA"的Δ17去饱和路径合成。

弹尾目前端去饱和酶的独特进化

RNA测序鉴定出多个前端去饱和酶候选基因，酵母表达系统证实其具有Δ5去饱和酶活性（催化DGLA→ARA）。值得注意的是，部分酶亚群进化出Δ17去饱和活性（ARA→EPA），系统发育分析显示这些酶与海洋微生物ω-3 LC-PUFA合成酶聚簇，暗示其通过水平基因转移源自海洋微生物。

讨论

弹尾目作为源自海洋甲壳类的古老六足类，通过水平获得并改造微生物源去饱和酶，突破陆生生物缺乏ω-3 LC-PUFA合成能力的限制。这种创新进化使弹尾目成为土壤食物网中重要的EPA供应者，为理解陆地生态系统营养传递提供新视角。