在深海热液喷口发现的意想不到的新物种提供了对细菌进化的理解

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在被称为“螃蟹温泉”的深海热液喷口发现了一种新发现的细菌,为细菌的进化提供了重要的见解。

深海热液喷口,类似于海底的温泉,是大自然的奇观。在这里,海水渗入洋壳,升温,然后上升到充满滋养溶质的海底。值得注意的是,这些喷口拥有繁荣的生态系统,完全没有阳光。在这种独特的环境中,微生物承担着初级生产者的关键作用,利用化学合成的力量,类似于地球表面的植物如何利用光合作用将光转化为能量。

合作研究工作和新发现
北海道大学的研究人员与伍兹霍尔海洋研究所的同事合作,一直致力于在微生物培养研究的基础上了解东太平洋隆起深海热液环境中的微生物多样性。他们从被称为“螃蟹温泉”的温水喷口中分离出一种新的弯曲杆菌菌株,并以该地点的名字命名为Hydrogenimonas cancrithermarum。他们的研究结果发表在《国际系统与进化微生物学杂志》上。

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DSV Alvin 与母舰 R/V Atlantis。

“弯曲杆菌类(又名Epsilonproteobacteria)的化学自养物种被认为是热液喷口中具有重要生态意义的细菌群,有助于初级生产,”该论文的第一作者兼北海道大学水产科学学院研究组组长Sayaka Mino助理教授解释说。“另一方面,这类的一些成员,例如幽门螺杆菌、弧杆菌和弯曲杆菌,也是人类和动物的知名病原体。

Hydrogenimonas cancrithermarum的独特特征

氢单胞菌被称为嗜热(适应高温)属,与弯曲杆菌类中的嗜温属和致病属关系最密切。然而,到目前为止,该属只报道了两个被描述的物种。本研究表明,该新菌株是该属中第一个嗜温(适应中等温度)和硫氧化细菌,扩展了该属的生理代谢特性。

“嗜温嗜氢单胞菌属物种的发现是出乎意料的。该菌株可能为我们提供了研究它们从嗜热到嗜温以及从自养(能够产生有机化合物)到异养(消耗自养生物以获得有机化合物)生活方式的进化转变的机会,“Mino说。

他们进一步对弯曲杆菌的基因组进行了全面的比较研究,发现负责磷酸化转乙酰酶-乙酸激酶(Pta-AckA)通路的基因在氢生单胞菌和随后从氢生单胞菌中分化的嗜温物种之间趋于保守,无论它们的代谢致病性如何。

“据报道,Pta-AkaA通路在致病性弯曲杆菌物种中起着重要作用。虽然我们还不了解它在氢单胞菌属中的具体作用,但这些基因的获得可能代表了一个关键事件,使它们能够从深海喷口多样化到其他环境,“伍兹霍尔海洋研究所研究小组负责人Stefan Sievert博士说。

“如今,微生物多样性的研究主要依赖于不依赖培养的宏基因组测序方法,这些方法会产生大量数据,”Mino总结道,“然而,记住培养的重要性至关重要,正如分离出与氢单胞菌属其他成员明显不同的新菌株所表明的那样.”研究人员将继续努力发现新的可培养物种,从而有助于了解弯曲杆菌的多样性。

 

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