物理科技生物学-PHYICA

巨型后藤惠美水生细菌是适应大师

生物 2022-03-03 00:03:13

作者:Forschungsverbund Berlin

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(FVB) 染色酢浆草荧光原位杂交图像

信用:米娜·比齐克,IGB 由IGB莱布尼茨淡水生态和内陆渔业研究所领导的研究人员发现,最大的淡水细菌酢浆草无色菌的要求非常灵活:它生活在环境条件极其不同的地方,如温泉和冰水

来自不同生态系统的菌株在基因含量上没有区别,而是选择表达什么

这种适应可能是通过这些细菌特有的过程实现的:只有相关基因在基因组中被富集并被转录,而其他基因则保存在细胞区室中

无色在许多方面都很特殊:它比生活在水中的“正常”同类大30000倍,而且由于其方解石沉积物,肉眼可见

它有几百条染色体,很可能不完全相同

这使得无色菌成为唯一已知的具有几种不同基因组的细菌

研究人员分析了沉积物的序列数据库,表明无色是普遍存在的

它存在于广泛的环境中:在浅水区以及4000米深处的海洋中

它可以在温泉和冰冷水中找到;在酸性和碱性环境以及高盐度水中

通常,如此广泛的环境条件将导致新物种的建立,很好地适应其特定的环境

然而,无色无视这一期望

尽管拥有相同的功能,不同生态系统中的细菌在基因表达模式上有所不同,它们只转录相关的基因

由折叠的细胞膜形成的隔间可以作为基因档案 “我们认为色盲的环境适应是通过增加细胞数百条染色体上相关基因的拷贝数来实现的

这与最终失去无关基因的其他细菌形成鲜明对比

因此,大量的基因组使多功能成为可能

丹尼·约内斯库,来自IGB的这项研究的领导者

色盲充满碳酸钙晶体,位于外膜和细胞质膜之间

这些晶体折叠细胞质膜,形成细胞质袋,研究人员建议用来容纳染色体簇

他们假设,这些簇使色盲能够“存档”没有立即使用的基因

没有母细胞的拷贝:每种细菌都是独一无二的 “无色菌的功能多样性及其基因组特征与我们对其他细菌的了解相矛盾,例如细菌种类的概念和细菌物种形成的驱动力

在色盲症中,母细胞和子细胞很可能不完全相同,每个细胞都是独一无二的,拥有大量的基因,其中一些基因对于特定栖息地的生命来说并不重要

因此,每个细胞都有潜力快速适应变化或新的环境条件,”汉斯-彼得·格罗斯教授总结道,他是这项研究的合著者,也是IGB水生微生物生态小组的负责人

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