《Nature|南极微生物可依靠微量气体生存》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2017-12-22
  • 南极洲是地球上环境最严酷的地区之一,然而这里的微生物群落种类丰富,令科学家费解。新一期英国《自然》杂志刊登研究报告说,南极洲的一些微生物可在极端条件下依靠空气中微量的氢气、一氧化碳等气体存活。

      由澳大利亚新南威尔士大学领导的研究团队在南极洲东部的威尔克斯地和伊丽莎白公主地两处无冰区采集了土壤样本,两地都是原始极地荒漠,不存在能进行光合作用的植物。研究人员分析了在土壤表层生活的微生物的基因特征,并重建了23种微生物的基因组,包括两种以前未知的代号为WPS-2和AD3的细菌的基因组。

      分析显示,在土壤样本中占优势的细菌能利用空气中的氢气、一氧化碳和二氧化碳,为自己提供能量来源和碳。虽然空气中只存在微量的氢气和一氧化碳,但它们也有办法从空气中吸取这些气体分子。

      研究人员表示,这一发现对在其他行星上寻找生命有参考意义,即地球外的微生物也可能依靠微量气体生存,他们将进一步研究该现象在地球其他地方是否也存在。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-04-09
    • 伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的科学家们揭示了微生物是如何在数千英尺深的海底岩石中生存的。这项研究已发表在《自然》(Nature)期刊上。研究成果首次分析了来自深海海底的含有制造蛋白质指令的活性遗传物质——信使RNA,并结合酶活性的测量、显微镜、培养物和生物标记物分析,提供了微生物群落多样性的证据,这些微生物从活的和死的生物体中获取碳。 为找出生活在极端环境下的微生物,了解它们是如何生存的,科学家们乘坐科考船前往“亚特兰蒂斯岸”的水下山脊,历时三个月收集了来自下海底洋壳的岩石样本。该山脊横穿南印度洋,构造活动使得海底洋壳得以暴露,为在该领域开展研究提供了便利。WHOI的微生物学家Virginia Edgcomb提到,他们使用一种全新的混合方法,尽可能深入地研究这些样本。她是这个项目的负责人,也是这篇论文的合著者。 一些微生物似乎能在它们的细胞中储存碳,这样就可以应对碳短缺。还有一些研究表明,它们可以利用氮和硫来产生能量,生产维生素E和B12,循环利用氨基酸并从难分解的聚芳香烃中提取碳。这一罕见的观点扩展了对海底碳循环的看法。Edgcomb还提到,深层生物圈包括较浅的洋壳位置,即使代谢率非常低,也能产生数量可观的碳。 (刘思青 编译)
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    • 编译者:mall
    • 发布时间:2017-09-24
    • 微生物主宰着地球生命,并与海洋密切相关:促进了整个海洋食物链的运作。8月14日发表在《自然微生物学》(Nature Microbiology)的一篇报告中,夏威夷大学(UHM)海洋学教授Ed DeLong和他的团队研究出迄今为止最大的微生物组基因目录。基于这些新信息,研究小组发现营养限制是海洋微生物基因组进化的核心驱动力。 作为一个庞大的群体,海洋微生物在新陈代谢能力方面千差万别,所有的差异性都被编码在它们的基因中。一些海洋微生物的遗传编码允许它们利用从阳光中获得的能量将二氧化碳转化为有机物。另一些微生物将有机物质作为碳和能量的来源,产生二氧化碳这种呼吸终端产品。不仅如此,人们也发现了其他更为奇特的新陈代谢途径。 “一勺海水就有近一百万个细胞,我们如何在几乎不可见的生物中描述这些不同的特性和功能呢?” “一个来自夏威夷群岛以北海水中收集的微生物的基因目录可以解答上述疑问。研究团队参与了“夏威夷海洋时间序列项目(Hawai'i Ocean Time-series Program)”,他们持续在ALOHA站收集海水样本做基因组测序已经超过2年的时间。 在阳光照不到的深层海水中,研究小组观察到了微生物群落信息的急剧变化。在大约250-650英尺之间,微生物的基本组成部分,即基因组和蛋白质发生了巨大的变化。海面附近微生物的基因组要小得多,其蛋白质含氮量也较少。而在更深的海域,400-650英尺范围内,微生物基因组会变得更大,它们的蛋白质也含有更多的氮,同时随着深度的增加,氮的含量也会增加。这些结果表明,海洋环境中的营养物质可能会驱动微生物基因组和蛋白质的进化。”这项研究的另一个令人惊奇的发现是,在阳光照射下,微生物的“基因组过渡区”发生在一个非常狭窄的深度范围内。在大约650英尺深的海底,微生物基因组和蛋白质的基本特性是相对稳定的。” “该研究的新数据将为我们了解海洋微生物群落性质及其功能提供重要工具,同时也有助于预测未来的发展轨迹。” DeLong说。 (刘思青 编译) 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41564-017-0008-3