Antarktika arhea üle genoomi määratlemine

Meet the tardigrade, the toughest animal on Earth - Thomas Boothby (Juuli 2019).

Anonim

Haloarchaea õitseb hüpersaalses keskkonnas ja teadlased on huvitatud sellest, kuidas need mikroobid on õppinud kohandama mere- ja hüpersaalsed seisundid, uurides Antarktika järvede mikroobide kogukondi, millest mõnedel on soolased kümme korda rohkem kui merevees. Uue Lõuna-Walesi Ülikooli (UNSW) ja Sydney professor Rick Cavicchioli juhitud meeskond viitas kahe Antarktika järvede haloarhheede tüvedele, et selgitada globaliseeruvat biogeograafiat haloarhapea geenipaigas. Haloarhapete genoomse variatsiooni hindamiseks iseloomustas ka metagenaume (osaliste genoomide kollektsioonid) kuuest hüperaalsetest Antarktika järvedest.

Kolmandate hüperaktiivsete järvede domineerivate haloarsellaste järjestuste kogumise ja sekveneerimisega keskendusid teadlased haloarhapete genoomse muutuse mõistmisele kogu Ida-Antarktika piirkonnas. Käesoleva uurimuse mõjud on olulised nii Antarktika järve keskkondade genoomsete muutuste mõistmisel kui ka iseloomuliku haloarhhea piirkondliku ja ülemaailmse biogeograafia ning Antarktika mikrobiaalse pan-genoomi ülesehituse ja ulatuse iseloomu osas. Kuna need mikroobid arenevad äärmuslike temperatuuride ja soolsuse tingimustes, mõistab nende kohandamine mikroobide arengut, samuti kuidas Antarktika mikroobide kogukonnad annavad panuse ülemaailmsetele biogeokeemilistele tsüklitele ja võimaluse korral ka külmatemperatuurilistele ensüümidele biotehnoloogiliseks kasutamiseks.

Sellised tingimused nagu äärmine külm, kõrge soolsuse tase ja kogu maailma kaugus muudest piirkondadest on säilitanud Antarktikas mikroobide populatsioonid selged ja ainulaadsed. Koostöös DOE Ühise Genoomi Instituudiga on DOE-i teaduse abifunktsioon, mikroobide ökoloog Rick Cavicchioli ja tema meeskond on õppinud Deep Lake'i soolastes vetes elavat haloarchaea, et paremini mõista, kuidas nad on nende tingimustega kohanenud, teave, mis võiks olla biotehnoloogiliste rakendustega. Töö on lubatud JGI ühenduse teadusprogrammi (CGI) kaudu.

Cavicchioli ja tema meeskond võrdlesid kaks Halorubrum lacusprofundi liine Deep Lakeist ja Rauer 1 järvest, üks lähedasi Raueri saartel asuvatest järvedest. Lisaks võrreldi nende metagenomeandmeid, mis saadi nelja Raueri järve kogutud proovidest, et hinnata genoomse populatsiooni taseme muutust. Genoom ja metagenome andmed on saadaval JGI integreeritud mikroobide genoomide ja mikrobioomide (IMG / M) platvormil.

Need andmed võimaldasid teadlastel määratleda haloarchaea "pan-genome". Kõigi liikme liikmete koosseisus sisalduva geneetilise materjali kogumassi kirjelduseks on haloarchaea üleüldine genoom, mis sisaldab kõiki haloarhappega jagatud genoomi osi koos geenide kogumiga, mida peetakse paindlikuks genoomi sisalduseks, mis oli tõenäoliselt omandatud geeniülekande sündmused. Sellised sündmused võivad tekkida viiruslike infektsioonide korral ning need on olulised viiruse ja peremehe vastasmõju suhtes. Tüve variatsioonide analüüs näitas, et tavaliselt on haloarhheil esmane replikon (kromosoom), mis on väga konserveerunud ja sekundaarsed replikoonid, mis on väga muutlikud, kuid on organiseeritud plokkides või "saartel", mis viitab sellele, et omandamine horisontaalse geeniülekande mehhanismidega hõlmas märkimisväärseid tükke. Huvitav on see, et suur osa tüve variatsioonidest oli seotud viiruste kaitsega. H. lacusprofundi nakatamine koos Antarktika haloviirusega näitas kahe tüve vahelise resistentsuse erinevusi. Kuid ehkki selle uuringu suurim mõju on tõendeid selle kohta, et H. litchfieldiae ja H. lacusprofundi leidub kõigis kuuel järvel, mis viitab sellele, et need liigid on Antarktikas endeemilised ja erinevad teistest hüpersaalsetest keskkondadest.

menu
menu