科学家们发现了一种以前未知的微生物,它具有迄今为止发现的最小基因组,可以复制和表达自己的遗传信息。
微生物属于古细菌,古细菌是一组与细菌根本不同的单细胞生物。
这种微生物以日本小神 Candidatus Sukunaarchaeum mirabile 命名,简称 Sukunaarchaeum。它的基因组异常小,但即便如此,Sukunaarchaeum 仍然含有复制 DNA 并利用其遗传信息制造蛋白质所需的基因。
这一发现特别有趣的是Sukunarcheum所没有的——它失去了几乎所有产生自身营养和能量所需的基因。这表明它依赖其他生物体来获取生存所需的资源。
该研究是由一个国际团队进行的,其中包括来自诺丁汉大学和日本筑波大学的研究人员。研究结果发表在《当代生物学》上。
该研究的合著者、诺丁汉大学生命科学学院的托斯顿·阿勒斯教授说:“定义生命的关键是某些东西是否可以自我复制以及是否可以独立地进行自我复制。这一令人兴奋的发现提供了新的证据,证明活细胞可以复制和存储自己的遗传信息,同时保持能力。”
研究小组在分析某些海洋微生物(浮游生物)的遗传物质时发现了Sukunaarchaeum。 Sukunarcheum 基因组的大小还不到之前已知的最小古菌基因组的一半,总共包含 189 个蛋白质编码基因。
该生物体在基因上也与所有先前已知的古细菌群不同。在海洋样本中发现的相关基因序列表明,Sucunarcheum 是迄今为止在很大程度上被忽视的一个更大的生物体群体的一部分。
大多数基因组非常小的生物体已经失去了一些独立运作的能力。例如,我们细胞内的线粒体和叶绿体(最初是自由生活的细菌)依赖宿主细胞来复制和使用其遗传信息所需的一些机制。
然而,Sukunarchaeum 似乎遵循了不同的进化路径。
“虽然它失去了几乎所有生产食物和能源所需的基因,但它保留了复制基因组和从遗传信息中生产蛋白质所需的大部分机制,”阿勒斯教授说。
“这表明,Sukunaarchaeum 可能接近有机体作为独立细胞所保留的最低遗传信息水平。”
研究人员还发现,其基因组的大约四分之一由不寻常的膜蛋白基因组成,其功能仍未知。同样,在一些寄生古菌中也发现了大的膜蛋白,这表明 Sukunaarchaeum 可能作为寄生虫生活在另一种生物体内或旁边。
虽然科学家已经对 Sukunarcheum 的基因组进行了测序,但他们尚未直接观察该生物体或识别其宿主。
研究小组计划找出 Sukunarcheum 生活在哪里、它依赖什么以及它如何与其他生物体相互作用。
这些发现可以帮助科学家更好地了解生命的极限以及有机体需要多少遗传信息才能生存和繁殖。
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