2023年12月18日，马德里理工大学等机构的研究人员在Nature杂志在线发表了题为Functional and evolutionary significance of unknown genes from uncultivated taxa的文章。
地球上的许多微生物仍然没有得到培养和充分研究，限制了我们对其遗传物质的功能和进化方面的理解，这在大多数宏基因组研究中仍然被忽视。
该研究分析了来自多个栖息地的149,842个环境基因组，并编制了404,085个功能和进化上重要的新基因(FESNov)家族的策划目录，这些基因家族专属于未培养的原核生物分类群。所有 FESNov 家族跨越多个物种，表现出强烈的纯化选择信号，并符合新的直系同源群，从而使迄今为止描述的细菌和古细菌基因家族的数量几乎增加了两倍。FESNov 目录富含分支特异性特征，包括1,034个新家族，可以区分整个未培育的门、类和目，可能代表促进其进化分歧的突触形态。
使用基因组背景分析和结构比对，研究人员预测了32.4% 的 FESNov 家族的功能关联，包括与重要生物过程的4,349个高置信关联。这些预测提供了一个有价值的假设驱动的框架，研究人员使用它来实验验证一个涉及细胞运动的新基因家族和一组新的抗微生物肽。研究人员还证明，新家族的相对丰度分布可以区分环境和临床条件，从而发现与大肠癌相关的潜在新生物标志物。研究人员期望这项工作能加强未来的宏基因组学研究，并扩大我们对未培养生物遗传库的了解。
