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日本科學家:利用深海沉積物培養出神秘單細胞微生物

2020-01-21 10:43:57  來源:科技日報

研究團隊的部分培養過程。

研究團隊的部分培養過程。

科技日報北京1月19日電(記者張夢然)英國《自然》雜志17日發表一項最新研究:日本科學家團隊經過十年探索,終于利用深海沉積物培養出一種神秘單細胞微生物,研究團隊隨后對其進行了表征。這種不同尋常的微生物,將幫助人類揭示復雜的真核生物的起源。

古菌構成了一個單細胞原核生物域,新近發現的阿斯加德古菌,據信為更加復雜的真核生物的祖先。但是迄今為止,我們對阿斯加德古菌生物學的理解一直局限于DNA研究,其顯示存在真核細胞樣基因。

此次,日本海洋研究開發機構科學家井町寬之,以及日本產業技術綜合研究所科學家延優等人,經過十年的努力,分離并培養了一種阿斯加德古菌。研究小組從日本海岸的大峰脊深處收集了淤泥,之后將樣本放入充滿甲烷的特制生物反應器里培養。

2000天后,他們分離出了包含多種微生物的混合物,再經過多年進一步地富集,得到了阿斯加德古菌的活體培養物。他們將這種微生物命名為“Prometheoarchaeumsyntrophicum”,該名字源自希臘神話中的神“普羅米修斯”。

研究表明,“P.syntrophicum”的生長速度極慢,每14—25天數量翻一番。進一步分析發現,“P.syntrophicum”的基因組包含高比例的真核細胞樣基因,證實了之前的DNA分析。這種小小的球形細胞通常聚集成團,依靠其他的微生物伙伴生長。它們似乎缺少復雜真核生物所擁有的胞內細胞器樣結構,但是外部表面擁有長長的凸起,這些凸起通常還會分支。

研究人員推測,古菌的這種凸起可能捕獲了經過的細菌,細菌繼而被內在化,最終演變成線粒體。這很可能為真核生物的演化奠定了基礎。

總編輯圈點

花十年時間,專門培養一種古菌?日本科學家“一根筋”的科研態度真是沒的說。千萬別小看這些不起眼的古菌,它們可能蘊藏著巨大的科研價值。舉個例子,聽說過如今炙手可熱的基因編輯技術CRISPR/Cas吧?它就是科學家從細菌和古菌中發現的。

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