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为南极古菌定义泛基因组

Haloarchaea在高盐环境中蓬勃发展,研究人员有兴趣了解这些微生物如何通过研究南极湖泊中的微生物群落来学习如何适应从海洋到高盐的条件,其中一些湖泊的盐度是海水的10倍。为了阐明haloarchaeal基因库中的全球生物地理学,由新南威尔士大学(UNSW)-Sydney教授Rick Cavicchioli领导的研究小组比较了来自不同南极湖泊的两种haloarchaea菌株。为了评估haloarchaea的基因组变异,他们还表征了来自六个超咸水南极湖泊的宏基因组(部分基因组的集合)。

为南极古菌定义泛基因组

通过收集和测序来自六个超盐湖泊的显性haloarchaeal序列,研究人员专注于了解东南极洲haloarchaea的基因组变异。当前研究的意义对于理解南极湖泊环境中的基因组变异以及表征haloarchaea的区域和全球生物地理以及南极微生物泛基因组的结构和程度都很重要。由于这些微生物在极端温度和盐度条件下茁壮成长,了解它们的适应性提供了对微生物进化的见解,以及南极微生物群落如何促进全球生物地球化学循环,以及可能用于生物技术用途的低温酶。

诸如极端寒冷,高盐度和与世界其他地区的绝对距离等条件使南极洲的微生物种群保持独特和独特。美国能源部联合基因组研究所,DOE科学用户设施办公室,微生态生态学家Rick Cavicchioli及其团队一直在研究在深湖咸水中茁壮成长的haloarchaea,以更好地了解他们如何适应这些条件,可能具有生物技术应用的信息。这项工作已通过JGI社区科学计划(CSP)实现。

Cavicchioli和他的团队比较了来自Deep Lake和Rauer 1 Lake的两种Halorubrum lacusprofundi菌株,这是附近Rauer群岛的一个湖泊。此外,他们比较了在四个Rauer湖泊采集的样本产生的宏基因组数据,以评估种群水平的基因组变异。基因组和宏基因组数据可通过JGI的Integrated Microbial Genomes&Microbiomes(IMG / M)平台获得。

这些数据使研究人员能够定义一个haloarchaea“泛基因组”。被描述为物种所有成员所包含的遗传物质总量,haloarchaea的泛基因组包含所有haloarchaea共有的基因组部分,以及被认为可能获得的灵活基因组内容的基因库。基因转移事件。这些事件可以响应病毒感染而发生,并且对于病毒 - 宿主相互作用是重要的。对菌株变异的分析表明,haloarchaea通常具有高度保守的初级复制子(染色体)和高度可变但是以块或“岛”组织的次级复制子,表明通过水平基因转移机制的获得涉及显着大小的片段。有趣的是,大部分菌株变异似乎与防御病毒有关。用南极光环病毒感染H.lacusprofundi的实验表明两种菌株之间的抗性差异。但也许这项研究的最大含义是在所有六个湖泊中都发现了H. litchfieldiae和H. lacusprofundi,这表明这些物种是南极洲特有的,与其他超盐环境不同。

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