微生物基因組研究新發(fā)現，德國MB核酸污染清除試劑助力科研

DNA相關(guān)操作，需要嚴格控制實(shí)驗室中的環(huán)境衛生。祛除核酸污染對于維持實(shí)驗結果的穩定很有意義。德國MB核酸污染清除試劑，PCR-Clean，噴霧型試劑，高效清除核酸污染。

從微生物種類(lèi)豐富的環(huán)境源中獲得的絕大多數宏基因組DNA序列來(lái)自未培養的細菌和古細菌。保守估計表明，這些序列通常被稱(chēng)為微生物暗物質(zhì)，代表了這些域中大約一半的門(mén)水平多樣性的生物體。微生物暗物質(zhì)作為一種具有生物技術(shù)應用潛力的生物合成途徑和酶的儲存庫，引起了人們的極大興趣此外，了解這些基因的功能對于定義支持給定生態(tài)系統的分子過(guò)程以及揭示其中生物體的生理和細胞生物學(xué)十分重要。

Patescibacteria，也被稱(chēng)為細菌候選門(mén)輻射(CPR)，在細菌樹(shù)中代表了一個(gè)龐大而多樣的分支，很少有培養的代表。它們有許多不同尋常的特征，使它們與大多數其他細菌區別開(kāi)來(lái)。這包括它們的小尺寸(寬度只有100-200納米)，減少的基因組(通常<1 Mb)和有限的代謝能力這導致了一種假設，即這些生物普遍需要宿主生物來(lái)支持它們的生長(cháng)。事實(shí)上，實(shí)驗表明，大多數培養的patescibacterium附著(zhù)在其他細菌的表面并在其上增殖——作為專(zhuān)性外顯體生存?；蚪M分析已經(jīng)對支持patescibacterium的表觀(guān)生活方式的分子功能進(jìn)行了推測。然而，由于Patescibacteria和具有良好特征的生物體之間的系統發(fā)育距離，它們的許多蛋白質(zhì)組的功能無(wú)法預測，并且缺乏對這些生物體的遺傳工具，迄今為止阻礙了對基因型-表型關(guān)系的實(shí)驗研究。

在Patescibacteria中，最初被命名為TM7的Saccharibacteria群的成員是最早在實(shí)驗室中培養出來(lái)的糖菌存在于許多陸地和海洋環(huán)境中;然而，早期對它們的興趣源于它們在人類(lèi)口腔微生物群中的廣泛存在?？脊虐l(fā)現表明，這種聯(lián)系可以追溯到中石器時(shí)代之前，最近的工作將糖菌與人類(lèi)口腔健康聯(lián)系起來(lái)。Saccharibacteria的生長(cháng)依賴(lài)于放線(xiàn)菌門(mén)放線(xiàn)菌綱的宿主細菌的共同培養，它們表現出菌株水平的特異性。利用放線(xiàn)菌菌群進(jìn)行糖酵母菌富集，已經(jīng)促進(jìn)了數十種菌株的分離和測序。盡管取得了這些進(jìn)展，但該門(mén)的樣本仍然很少，許多不同的分支未被培養，遺傳多樣性的程度尚未確定。

糖菌的基因組序列揭示了它們的共同特征，為了解它們的細胞生理和生活方式提供了分子功能基礎。類(lèi)似于其他的Patescibacteria, Saccharibacteria通常缺乏呼吸鏈和氨基酸、核苷酸和脂肪酸的再生途徑相反，糖菌普遍具有相對豐富的專(zhuān)門(mén)分泌機制，包括II型和IV型分泌系統(T2SS和T4SS)這些系統與向真核宿主細胞傳遞毒素和效應器的細菌病原體的相關(guān)系統有很大的不同;然而，據推測，它們以類(lèi)似的方式支持糖菌對細菌宿主的選擇。糖菌也具有IV型菌毛(T4P)，它通過(guò)使用小分子菌毛擠出抑制劑參與抽搐運動(dòng)和宿主粘附盡管這樣的基因組分析和實(shí)驗為假說(shuō)的形成提供了肥沃的土壤，但由于缺乏遺傳工具，對糖菌和乳酸菌整體生物學(xué)的機械理解一直受到阻礙。

近日，研究人員發(fā)現可以利用自然能力對糖菌進(jìn)行遺傳操作。有了這種能力，科研人員繼續使用熒光蛋白表達對糖菌生命周期進(jìn)行延時(shí)顯微鏡分析，并進(jìn)行轉座子誘變以識別對表觀(guān)生物生長(cháng)重要的基因?？蒲腥藛T發(fā)現為微生物暗物質(zhì)中編碼的細胞功能提供了初步的機制一瞥。揭示了不同尋常的髕骨菌生活方式背后的分子機制。

相關(guān)研究發(fā)表在《Cel》期刊上，論文標題為“Genetic manipulation of Patescibacteria provides mechanistic insights into microbial dark matter and the epibiotic lifestyle"。