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“魔鬼蠕虫”的遗传密码发现了一英里地下,提供了幸存温暖气候的线索

2021-09-08 14:50:08来源:

H. Mephisto(魔鬼蠕虫)。(显微图像,放大200倍)。

当科学家在含水层的冬天发现一个喘气的蠕虫时,他们被称为发现最深的动物的发现。现在,美国大学的研究人员在自然通信中报告了独特动物的基因组,称为“魔鬼蠕虫”,以其在苛刻,地下条件下存活的能力。魔鬼蠕虫的基因组提供了有机体如何适应致命环境条件的线索。未来研究如何进化如何帮助人类学习如何适应温暖的气候的课程。

2008年,来自特根特和普林斯顿大学Geoscientist Tullis Instott的Gaetan Borgonie发现了显微魔鬼蠕虫,同时调查了南非的活跃金矿的潜在细菌社区。Borgonie和他的团队被惊呆了,发现蠕虫,一个复杂的多细胞动物在一个环境中繁荣,只能为微生物宜象,具有高温,氧气少量氧气和大量的甲烷。

研究人员名为蠕虫Halicephalobus Mephisto,以纪念Mephistopheles,来自中世纪的德国传说浮士堡的一系列地下恶魔。

进化适应热量

魔鬼蠕虫是第一个具有其基因组测序的潜水动物。John Bracht,在美国大学的美国大学生物学助理教授John Bracht表示,基因组提供了如何存在于地球表面下方的寿命,并开辟了一种了解生活如何在地球上存活的新方式。

测序显示,基因组对称为Hsp70的异常大量的热休克蛋白质进行了编码,这是值得注意的,因为许多基因组被测序的线虫物质不透露这种大量。Hsp70是一种研究的基因,其在所有生命中存在,并且由于热损坏而恢复细胞健康。

魔鬼蠕虫基因组中的许多HSP70基因都是自己的副本。该基因组还具有AIG1基因的额外拷贝,植物和动物中已知的细胞生存基因。需要更多的研究,但Bracht认为基因副本的存在表示蠕虫的进化适应。

“魔鬼蠕虫不能逃跑;它在地下,“Bracht解释道。“它别无选择,只能适应或死亡。我们提出当动物不能逃脱强烈的热量时,它开始额外的这两个基因副本来生存。“

通过扫描其他基因组,Bracht鉴定了相同的两个基因家族Hsp70和Aig1的其他情况。他鉴定的动物是双抗体,一组软体动物,包括蛤蜊,牡蛎和贻贝。它们被热适应像魔鬼蠕虫一样。这表明魔鬼蠕虫中鉴定的模式可能更普遍地延伸到无法逃避环境热的生物。这项工作最近也在分子演进杂志上发表了一个Au生物学本科第一作者,Megan Guerin。

“外星人已经降落在Au”

Bracht有机会将独特的蠕虫的基因组排序为普林斯顿大学的博士后研究员。他在2014年加入生物教师时将该项目带到美国大学。两位生物硕士学生在他的实验室工作,Deborah Weinstein和Sarah Allen,贡献了自然通信纸的研究和写作,并分别在稿件上分别是第一和第二作者。Kathryn Walters-Conte,博士,Au硕士船长在生物技术计划中,也为本撰写案例。

近十年前,魔鬼蠕虫未知,生活在地球表面下方。现在它是科学实验室学习的主题,包括Bracht。当Bracht从南非的实验室带来魔鬼蠕虫时,将他们在他的实验室文化到Au,他回忆起他的学生对外星人降落在AU。比喻不是一个伸展。美国宇航局支持对魔鬼蠕虫的研究,了解它可以教导科学家了解世界超越地球的生活。

“这项工作的一部分需要寻找生命稳定的化学线索的”生物炎“,这些化学线索留下了生物。我们专注于从适应环境的动物获得的有机生命 - 基因组DNA的无处不在的生物系列,该动物曾经考虑过对复杂的寿命不居住的环境:深度陆地地下,“Bracht说。“这是一项可能会提示我们扩大对外外生命的寻求”不可居住的“外产”深层潜在地区。“

Bracht说,线虫非常适合研究进化适应的研究。他们适应了佩戴了一套环境,并且是地球上最丰富的动物之一。涉及Bracht实验室的魔鬼蠕虫的未来工作将针分HSP70的功能,例如将基因失活以测试其对热应力的响应。其他作品可能涉及C.Elegans中的基因转移研究,一种热性不宽容的微观蛔虫,看看它是否变得热弹性。

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参考:

“底部线虫的基因组揭示了对热量的适应性”通过Deborah J. Weinstein,Sarah E. Allen,Maggie Cy Lau,Mariana erasmus,Kathryn C. Asalone,Kathryn Walters-Conte,Gintaras Deikus,Robert Sebra,Gaetan Borgonie,Esta Van Heerden,Tullis C. Onstott和John R. Bracht,2019年11月21日,自然传播.DOI:
10.1038 / S41467-019-13245-8

“压力适应的软体动物和墨西哥州墨西哥州梅苏州梅林·威林,德国···魏因斯坦和约翰···伯拉(John R. Bracht,2019年9月5日)分子Evolution.doi:
10.1007 / s00239-019-09900-9.