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Jan 01, 2024
닫힌 게놈은 Candidatus Electronema의 바닷물 종을 발견하고 해양과 담수 케이블 박테리아 사이의 경계에 새로운 빛을 발산합니다
ISME 저널 17권, 페이지 561–569(2023)이 기사 인용 2662 액세스 1 인용 인용 20 Altmetric Metrics 세부 정보 Desulfobulbaceae 계통의 케이블 박테리아는 길이가 센티미터 길이의 사상체입니다.
ISME 저널 17권, 561~569페이지(2023)이 기사 인용
2662 액세스
1 인용
20 알트메트릭
측정항목 세부정보
Desulfobulbaceae 계통의 케이블 박테리아는 장거리 전자 전달이 가능한 센티미터 길이의 사상균입니다. 현재 모든 케이블 박테리아는 일반적으로 담수 환경에서 발견되는 Candidatus Electronema와 일반적으로 바닷물 환경에서 발견되는 Candidatus Electrothrix의 두 가지 후보 속으로 분류됩니다. 이 분류학적 틀은 16S rRNA 유전자 서열과 메타게놈 조립 게놈(MAG) 계통발생을 기반으로 합니다. 그러나 현재 이용 가능한 MAG의 대부분은 고도로 단편화되어 있고 불완전하므로 케이블 박테리아의 생리학을 해독하는 데 필수적인 핵심 유전자를 놓칠 가능성이 높습니다. 또한 케이블 박테리아의 폐쇄형 원형 게놈은 아직 발표되지 않았습니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 선택된 환경 샘플의 Nanopore 긴 읽기 및 Illumina 짧은 읽기 샷건 시퀀싱과 Ca의 단일 균주 농축을 수행했습니다. 전자종 아우레움. 우리는 2개의 원형 및 1개의 단일 콘티그를 포함하여 여러 개의 케이블 박테리아 MAG를 회수했습니다. 16S rRNA 유전자 기반 계통발생에 의해 확인된 계통유전체 분석에서는 하나의 원형 MAG와 단일 연속 MAG를 케이블 박테리아의 새로운 종으로 분류했으며, 이를 Ca로 명명할 것을 제안합니다. Electronema halotolerans 및 Ca. 각각 Electrothrix laxa. 캐나다. Electronema halotolerans는 이전에 알려진 케이블 박테리아의 담수 속에 속했음에도 불구하고 기수 퇴적물에서 검색되었습니다. 대사 예측은 "바닷물" Ca와 유사한 고염도 환경에 대한 여러 가지 적응을 보여주었습니다. Ca. Electronema halotolerans는 해양 및 담수 케이블 박테리아 계통 사이의 진화적 연결고리일 수 있습니다.
Desulfobulbaceae과에 속하는 케이블 박테리아(Desulfobacterota)는 길이가 센티미터이고 장거리 전자 이동이 가능한 다세포 사상균입니다[1,2,3]. 현재의 분류 체계에 따르면 이들은 Candidatus Electronema(담수 기반) 또는 Candidatus Electrothrix(해수 기반) 속에 속합니다[4]. 케이블 박테리아는 담수 및 해수 퇴적물[5,6,7]뿐만 아니라 수생 식물의 산소 방출 뿌리 주변에서도 전 세계적으로 발견될 수 있습니다[8, 9].
바닷물과 담수 서식지 사이의 생태학적 경계선은 미생물학에서 계속해서 해결되지 않은 과제입니다[10]. 이러한 수생 환경은 일부 생태학적 특징을 공유하지만 염도와 이온 농도의 급격한 변화는 높은 염도 서식지에서 낮은 염도 서식지로의 전환이 물리화학적 변화와 기질 가용성에 반응하여 대사 레퍼토리와 세포 복합체의 실질적인 변화를 동반해야 함을 시사합니다. [10, 11]. Na+/H+ 항수송체 NhaA가 이전에 해양 케이블 박테리아와 담수 케이블 박테리아 사이의 잠재적인 판별자로 제안되었음에도 불구하고 이러한 메커니즘은 케이블 박테리아에서 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다[12].
현재의 대사 모델은 하나의 케이블 필라멘트에 속하는 세포가 두 가지 다른 종류의 생리학적 특징을 나타낼 수 있다고 제안합니다. 퇴적물의 더 깊은 층 내의 무산소 구역에서 세포는 황화물을 산화하고 결과 전자는 전도성 구조를 따라 호기 구역으로 전달됩니다. , 세포는 이를 활용하여 산소를 감소시킵니다 [12, 13]. 이 장거리 전자 수송(LDET)은 라만 현미경을 사용하여 입증되었으며[3] 관련된 전도성 구조는 유황 결찰 니켈 그룹을 포함하는 탄수화물과 단백질로 구성되어 있다는 것이 최근 제안되었습니다. 이는 전례 없는 생물학적 전자 형태입니다. 운송 [14].
농축 노력에도 불구하고[12, 15], 케이블 박테리아 종은 순수 배양에서 분리되지 않았습니다. 따라서 케이블 박테리아 게놈 서열을 획득하기 위해 현재 이용 가능한 접근법은 미생물 군집의 샷건 시퀀싱과 메타게놈 조립 게놈(MAG)의 복구를 통한 것입니다. 케이블 박테리아의 MAG가 이전 연구에 의해 발표되었지만 [12, 13, 15], 공개적으로 이용 가능한 케이블 박테리아 게놈은 현재 매우 단편화되어 있으며 여러 초안 게놈에 16S rRNA 유전자가 누락되어 게놈 완전성이 감소되어 있습니다.