在深海熱液噴口發(fā)現(xiàn)的意想不到的新物種為細(xì)菌進(jìn)化提供了更深入的了解

在深海熱液噴口發(fā)現(xiàn)的一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌物種，被稱(chēng)為“螃蟹溫泉”，為細(xì)菌的進(jìn)化提供了重要的見(jiàn)解。

深海熱液噴口類(lèi)似于海底的溫泉，是大自然的奇觀。在這里，海水滲入洋殼，變暖，然后帶著富含營(yíng)養(yǎng)的溶質(zhì)上升回海底。值得注意的是，這些熱液口擁有繁榮的生態(tài)系統(tǒng)，但完全沒(méi)有陽(yáng)光。在這種獨(dú)特的環(huán)境中，微生物發(fā)揮著初級(jí)生產(chǎn)者的關(guān)鍵作用，利用化學(xué)合成的力量，類(lèi)似于地球表面的植物利用光合作用將光轉(zhuǎn)化為能量的方式。

合作研究成果和新發(fā)現(xiàn)

北海道大學(xué)的研究人員與伍茲霍爾海洋研究所的同事合作，一直致力于基于微生物培養(yǎng)研究來(lái)了解東太平洋海隆深海熱液環(huán)境中的微生物多樣性。他們從一個(gè)名為“Crab Spa”的溫水噴口中分離出一種新型彎曲菌菌株，并以該地點(diǎn)命名為 Hydrogenimonas cancrithermarum。他們的研究結(jié)果發(fā)表在 《國(guó)際系統(tǒng)與進(jìn)化微生物學(xué)雜志》雜志上。

“彎曲菌綱的化學(xué)自養(yǎng)物種(又名 Epsilonproteobacteria)被認(rèn)為是熱液噴口生態(tài)上重要的細(xì)菌群，有助于初級(jí)生產(chǎn)，”該論文的第一作者、漁業(yè)科學(xué)學(xué)院研究組組長(zhǎng) Sayaka Mino 助理教授解釋道，北海道大學(xué)。“另一方面，這一類(lèi)的一些成員，例如 螺桿菌、 弓形桿菌和 彎曲桿菌，也是眾所周知的人類(lèi)和動(dòng)物病原體。”

氫單胞菌 被稱(chēng)為嗜熱(適應(yīng)高溫)屬，與彎曲桿菌綱中的嗜溫和致病屬關(guān)系最密切。然而，迄今為止，該屬中僅報(bào)道了兩種描述的物種。目前的研究表明，新菌株代表了該屬中第一個(gè)嗜溫(適應(yīng)中等溫度)和硫氧化細(xì)菌，擴(kuò)展了該屬的生理和代謝特征。

“嗜溫氫單胞菌屬物種的發(fā)現(xiàn) 是出乎意料的。該菌株可能為我們提供了研究它們從嗜熱到嗜溫、從自養(yǎng)(能夠產(chǎn)生有機(jī)化合物)到異養(yǎng)(消耗自養(yǎng)生物以獲得有機(jī)化合物)生活方式的進(jìn)化轉(zhuǎn)變的機(jī)會(huì)，”米諾說(shuō)。

他們進(jìn)一步對(duì)彎曲桿菌的基因組進(jìn)行了全面的比較研究，發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)磷酸轉(zhuǎn)乙酰酶-乙酸激酶(Pta-AckA)途徑的基因在 Hydrogenimonas和隨后從Hydrogenimonas 分化出來(lái)的嗜溫物種 之間往往是保守的，無(wú)論它們的種類(lèi)如何。代謝和致病性。

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