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    以DNA为食的细菌-Implen助力科学家研究深海的生命过程

        深海蕴含着海量的微生物资源,却是地球上人们了解少的生境之一。迄今为止,99.9%以上的深海微生物无法获得纯培养,称之为难培养微生物,是地球上尚未实现开发的生物资源库。软壁菌门是一类的难培养微生物类群,此类菌无细胞壁却由厚壁菌门进化而来。

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        根据宏基因组预测结果可知它们具有突出的核酸降解能力,对磷、氮等元素的循环有重要驱动作用,而且还能自如应对深海高压和陆地常压环境,在进化、耐压和元素循环等方面有的研究价值。但是由于软壁菌生长慢、丰度低,迄今国际上还没有获得任何深海生境的纯培养菌株,阻碍了对其进一步深入研究。

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        中科院海洋所孙超岷课题组创新的利用在基本培养基中添加大肠杆菌DNA的手段富集并纯培养了一株Izemoplasma纲的软壁菌。首次纯培养及其生命过程的研究成果,为突破深海难培养微生物的培养瓶颈及深入了解深海稀有微生物类群的环境适应机制提供了重要理论依据和研究范例。因其在进化和代谢特征上兼具软壁菌门和厚壁菌门的特征,研究人员特以《山海经》中一种非鱼非猪的怪物-父鱼(样子像鲋鱼,有鱼的脑袋,却长着猪的身子)对该菌进行了命名,即Xianfuyuplasma 。

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    深海首株软壁菌门细菌的培养策略、形态及命名


        研究人员基于转录组学手段揭示了其代谢有机物和硫代硫酸钠进行能量转换的机制,基于生物化学等手段首次证实了其降解DNA的突出能力,并借助“科学”号科考船的装置进行了深海原位实验,验证了该菌在自然生境中也具有降解DNA参与能量合成的生命过程。多项前期研究表明深海富含各种类型的核酸分子(如DNA、RNA等),是一些微生物(如软壁菌门)的重要能量来源。而这些类群降解核酸的突出能力有力深海生境磷、碳、氮等生命元素的生物地球化学循环进程,对深海的物质循环和能量代谢具有重要的驱动作用。

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        此研究成果发表于国际生物学期刊The ISME Journal,题为“Characterization of the first cultured free-living representative of Candidatus Izemoplasma uncovers its unique biology”的文章。The ISME Journal主编认为相关研究结果“对在线娱乐网站十大排名人从深海沉积物中分离和研究稀有物种有重要启示”。

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        文中作者使用德国Implen的Nanophotometer®超微量分光光度计对培养介质中的DNA含量进行监测,添加的大肠杆菌DNA在5 分钟内浓度从100 ng /µL降至56.5 ng /µL;并在15分钟内下降到了18.6 ng,消耗殆尽。为证明该细菌对DNA的快速分解能力提供了的动力学数据。

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        Nanophotometer®不仅是核酸质控的标准仪器,还可对样品进行的定量分析,应用十分广泛,是生命科学及分析化学研究的好帮手,助力科学家取得新的科学发现。Implen技术团队更能为广大用户提供应用支持,服务在您身边。

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    注:部分内容来源于齐鲁晚报及科技日报


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