南京信帆生物：探索蓝藻进化

2016年06月15日 16:27:20 人气: 580 来源: 南京信帆生物技术有限公司

蓝藻细菌是普遍存在的环境细菌，由于蓝藻细菌很早就从其他菌株中分支出来，因此很少有人知道它们的进化。近日，研究人员发现一种Melainabacteria与蓝藻关系密切但却不同，并编码了许多同源蛋白，包括shengli节奏调节因子以及罕见的表面蛋白。

蓝藻细菌是在环境中*的细菌，它在地球化学事件中具有重要的作用，例如大气早期的氧化，这是由于它具有生氧光合作用的能力。由于蓝藻细菌很早就从其他菌株中分支出来，并且没有其他有关的分类群被人们所发现，因此对它们的进化一直知之甚少。如今，Ley、Banfield和同事描述了一种候选的“兄弟姐妹”门，名为Melainabacteria，后者在地下水和人类消化道中都曾被发现。

尽管之前的研究曾发现16S 核糖体RNA(rRNA)基因与消化道样本中的蓝藻基因有关，但它表明这些序列起源于摄取的叶绿体，而非乃在的细菌。在zui近的研究中，从来自先前测序地下水含水层的宏基因组数据，以及从3个人类粪便样本中新分离出的DNA序列中，作者寻找了与蓝藻基因有关的序列，以及全新的序列。通过这些序列，利用一种迭代算法和手工筛选，他们组装了全部或部分基因组。从粪便样本中复原了7个基因组，从含水层中复原了1个(被称为ACD20)。16S rRNA和核糖体蛋白系统发育表明，所有8个基因组都属于一个新的候选门类，作者将其称为Melainabacteria。

Melainabacteria与蓝藻关系密切但却不同，并编码了许多同源蛋白，包括shengli节奏调节因子以及罕见的表面蛋白。然而，与蓝藻不同，Melainabacteria含有鞭毛但却缺乏光合作用基因，取而代之的是依靠厌氧发酵来生成能量。源自消化道的基因组比ACD20要小，这暗示了一种适应的基因组缩小，但它们编码了维生素生物合成路径，这可能对宿主有益。与消化道Melainabacteria形成对比的是，ACD20包含有一整套固氮作用(nif)基因。有趣的是，Melainabacteria固氮酶还原酶(nifH)与蓝藻的nifH并不相同，这意味着Melainabacteria和蓝藻分别独立进化出固氮的能力。

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