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  • 极端微生物能够生活在一些地球,最恶劣的位置,比如在黄石国家公园的大棱镜温泉。

    极端微生物能够生活在一些地球,最恶劣的位置,比如在黄石国家公园的大棱镜温泉。

    照片:吉姆peaco /国家公园服务

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幸存的地球上最极端的环境之一

极端微生物能够生活在一些地球,最恶劣的位置,比如在黄石国家公园的大棱镜温泉。

新的研究发现细胞膜在古组分的唯一部件传达对酸性环境的保护。


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即使在地球上最恶劣的环境,生活已经站稳了脚跟。

极端微生物是最知名的承受极端温度,小灵通,盐度,甚至营养饥饿的有机体。它们已经进化特殊的机制,使他们能够在他们的环境中生存,但要实现这个弹性的底部需要有针​​对性,有条理的审讯。

在黄石国家公园和类似的网站,嗜极驻留在环境中,如酸温泉或热酸土壤。在这里,他们被暴露,经常间歇性,一些地球上最天然的小灵通,和温度接近水的沸点。在这些快速波动的条件下生存,生物保护自己与复杂的膜,与他们的骨干网具有很强的醚键,而不是在真核细胞和细菌最常见的酯键互锁脂质组成的。

在 嗜酸热硫化, 生活在高酸的古细菌,在黄石是常见的高温环境下,细胞膜脂质称为甘油二烷基甘油四醚(gdgts)连接到称为calditol一种罕见糖样分子。一组科学家最近 公布调查结果 在里面 科学的美国国家科学院院刊 (PNAS),识别calditol是如何在细胞制成,以及如何,具体而言,它负责在这些生物体的酸耐受性。这项工作是帮助科学家获得更进一步地理解生命的进化过程在极端环境下生存。

罗杰传票,地球生物学的地球,大气与行星科学(EAPS)和研究的作者之一澳门太阳城最新网站的部门斯伦贝谢教授,学分在分子生物学,生物信息学,并为实现这一发现有针对性的基因缺失策略的进步。

“基因组学时代带来了一系列新的工具来促进脂质生物标志物研究,”传票说。 保welander,前EAPS博士后在 传票实验室 在地球系统科学在斯坦福大学的部门现在助理教授,指示,也被zhirui曾和Jeremy h进行研究。伟在斯坦福,和小雷柳,有机地球化学在俄克拉荷马大学助理教授。

“这项研究是一个跨学科的方法,包括微生物生理学家和有机地球化学,如何解决关于脂质生物标志物的未决问题一个很好的例子,” welander说。

识别calditol的中的作用 嗜酸热硫化 膜,研究人员使用在比较基因组学,基因缺失,和脂质分析工具,以在零上的类时所需的合成calditol自由基S-andenosylmethionine(SAM)的酶中的特定蛋白质。当他们搜索了什么calditol生产古基因组编码的蛋白质,他们发现只有几个候选基因。

来测试耐酸性蛋白质的重要​​性,研究人员创建了突变 - 删除与膜相关的基因 - 并分析它们的脂肪。通过使游离calditol突变体高度酸性条件下,研究人员能够确认该膜的calditol成分的真正功能。只有天然存在的,calditol产生硫化,并与恢复自由基SAM基因的突变体菌株,能够在pH值显著下降之后增加。

“而welander和他的同事已经证明的自由基SAM脂质生物合成基因在细菌的存在,这是第一次一个人在古被明确标识,”传票说。 “calditol联膜脂在这些生物体赋予显著的保护作用。”

welander补充说:“研究人员假设了很多年每生产calditol将提供这种类型的保护作用,但是这并没有直接证实。在这里,我们终于直接显示此链接“。

甚至进一步,事实上,一个激进的SAM蛋白参与联calditol的膜可能帮助科学家更好地了解各种整个地球环境的化学和膜脂的演变。

传票说,结果说话“一旦他们已经合成了多种其他激进的化学物质可能存在的修改膜脂。” 

“反过来,这将有助于我们更好地了解其他具体古脂质的生物合成,并帮助我们写这些惊人的独特膜的进化史,”他说。

这项研究是由对生命起源的西蒙斯基金会合作支持。


主题: 科学学院, , 生物学, 地球和大气科学, 演化, 遗传学, 地质学, 微生物, 研究, EAPS, 气候, 气候变化

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