Definování pan genomu pro antarktickou archaiu

The Great Gildersleeve: Iron Reindeer / Christmas Gift for McGee / Leroy's Big Dog (Smět 2019).

Anonim

Haloarchaea se rozvíjí v hypersalinním prostředí a vědci se zajímají o to, jak se tyto mikroby naučili přizpůsobit se z mořských až hypersalinických podmínek studiem mikrobiálních společenstev v antarktických jezerech, z nichž některé mají saliny desetkrát vyšší než mořské vody. Chcete-li osvětlit globální biogeografii v haloarchaeálním genovém fondu, tým vedený univerzitou New South Walesu (UNSW) -Sydney profesor Rick Cavicchioli srovnal dva kmeny haloarchaea z různých antarktických jezer. Pro hodnocení genomové variability v haloarchaea, oni také charakterizovali metagenomes (sbírky částečných genomů) ze šesti hypersalinních antarktických jezer.

Shromážděním a sekvenováním dominantních haloarchaeálních sekvencí ze šesti hypersalinních jezer se vědci zaměřili na porozumění genomové variace v haloarchaea napříč Východní Antarktidou. Důsledky současné studie jsou důležité jak pro pochopení genomové variace prostředí antarktického jezera, tak i pro charakterizaci regionální a globální biogeografie haloarchaea a struktury a rozsahu antarktického mikrobiálního pan genomu. Vzhledem k tomu, že tyto mikroby prospívají při extrémních teplotních a salinických podmínkách, pochopení jejich adaptací nabízí pohled na mikrobiální vývoj, stejně jako způsob, jakým antarktické mikrobiální komunity přispívají k celosvětovým biogeochemickým cyklům a případně enzymům za studenou teplotu pro biotechnologické použití.

Podmínky jako extrémní chlad, vysoká úroveň slanosti a naprostá vzdálenost od ostatních částí světa vedly k výrazné a jedinečné mikrobiální populaci na Antarktidě. Ve spolupráci s DOE Společným genomovým institutem, uživatelským nástrojem úřadu pro vědu DOE, mikrobiálním ekologem Rickem Cavicchioliem a jeho týmem se studovali haloarchaea, která se daří ve velmi slaných vodách Deep Lakeu, aby lépe pochopila, jak se přizpůsobili těmto podmínkám, které by mohly mít biotechnologické aplikace. Práce byla aktivována prostřednictvím programu vědy komunitního vědy (JSP).

Cavicchioli a jeho tým srovnali dva kmeny Halorubrum lacusprofundi z Deep Lake a Rauer 1 Lake, jednoho z jezer v nedalekých Rauerových ostrovech. Navíc srovnávali údaje o metagenomech získaných ze vzorků shromážděných u čtyř jezer Rauer za účelem vyhodnocení genomové variability na úrovni populace. Data genomu a metagenomu jsou k dispozici prostřednictvím platformy JGI Integrované mikrobiální genomy a mikrobiomy (IMG / M).

Tato data dovolila výzkumníkům definovat haloarchaea "pan genom". Popisovaný jako celkový soubor genetického materiálu obsažený všemi členy druhu, pan genom haloarchaea obsahuje části genomu sdílené napříč všemi haloarchaea spolu se skupinou genů považovaných za flexibilní genomový obsah, který byl pravděpodobně získán kvůli genové přenosové události. Takové příhody se mohou objevit v reakci na virové infekce a jsou důležité pro interakce viru a hostitele. Analýza variace kmenů ukázala, že haloarchaea mají obecně primární replikon (chromozom), který je vysoce konzervativní a sekundární replikony, které jsou vysoce variabilní, ale jsou uspořádány v blocích nebo "ostrovech", což naznačuje, že akvizice pomocí mechanizmů horizontálního přenosu genů zahrnuje významné části. Je zajímavé, že většina změn kmene se objevila v souvislosti s obranou proti virům. Pokusy infikující H. lacusprofundi s antarktickým halovirem ukázaly rozdíly v rezistenci mezi dvěma kmeny. Ale možná největší důsledek této studie je důkazem toho, že H. litchfieldiae a H. lacusprofundi se nacházejí ve všech šesti jezerech, což naznačuje, že tyto druhy jsou pro Antarktidu endemické a odlišné od jiných hypersalinových prostředí.

menu
menu