地热生境中基因水平转移(HGT)驱动的群落协作机制:从砷解毒到极端真核生物进化

时间:2025年6月22日
来源:TRENDS IN Microbiology

编辑推荐:

来自未知机构的研究人员针对极端环境中微生物协作机制展开研究,提出"整合水平基因转移模型(IHM)",揭示Cyanidiophyceae红藻通过基因组精简和基因功能共享实现砷解毒通路创新,为理解极端真核生物从高温环境向温和环境过渡的进化机制提供新视角。

广告
   X   

在地球沸腾的温泉舞台上,一群身着"红装"的Cyanidiophyceae红藻常年占据C位。这些极端微生物界的超级明星不仅能在滚烫的酸性温泉里开演唱会,还掌握着破解生命进化密码的关键线索。最新研究发现,这些微生物界的极限运动员通过惊人的基因组"断舍离"策略,将冗余基因打包成"共享资源",在温泉微生物社区里玩起了基因版拼多多。

以砷解毒系统为研究模型,科学家们捕捉到令人惊叹的生态协作画面:当微生物邻居们通过水平基因转移(HGT)共享解毒工具包时,Cyanidiophyceae红藻趁机对保留的同源基因进行"魔改",让这些基因获得全新技能卡。这种被称为整合水平基因转移模型(IHM)的创新机制,就像给基因装上瑞士军刀——通过基因复制和功能分化,让单个基因模块实现多任务处理。

在黄石国家公园的"柠檬溪"温泉剧场,研究人员观察到昼夜交替的微生物轮班制:白天是Cyanidioschyzon藻类的光合作用专场,夜晚则轮到Galdieria开启异养模式。这种精细的生态位划分背后,正是IHM模型在发挥作用——基因功能的社会化共享削弱了自然选择压力,使得极端环境中的真核生物能够积累创新性基因变异,最终实现从"滚烫开局"向温和环境的华丽转身。

这项研究不仅揭示了微生物界的"共享经济"生存智慧,更提供了理解早期真核生物逃离"高温监狱"的进化路线图。那些被水平转移的基因就像进化实验室里的乐高积木,通过不断重组和功能创新,最终拼装出征服各种极端环境的生存利器。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有