推进新工具填补微生物生命之树

用来自柯勒律治的“古代水手的雾”的一段着名段落来解释：微生物，微生物无处不在，尽管我们大多数人都不知道。但这种情况正在发生变化。

在11月6日在杂志上发表观点件科学，埃迪·鲁宾，能源联合基因组研究所(DOE JGI)，一个美国能源部科学办公室的用户设施，美系的主任与微生物项目负责人一起塔尼娅Woyke，讨论了为什么时间是否应用基因组技术来发现地球上的新生命。从这个角度来看，他们提出将地球上的微生物生命分为三类：探索，未探索和未发现。第一种可以在实验室中种植。第二种方法包括来自环境样品的未经培养的生物，这些生物只能通过其分子特征来识别。第三个是观点的焦点，是迄今尚未被发现的生活，直到现在还没有被发现。

“我们准备发现新生活”

“我们已经蓄势待发，拥有强大的基因组技术的新工具包，可以生成和挖掘越来越大的数据集，以发现可能与我们目前编目的新生命截然不同的新生活，”鲁宾说。“大自然一直在修补生命至少30亿年，我们现在有了一套新的方式去寻找迄今为止尚未找到发现的新生活。”

“原则上，环境DNA和RNA样本的大规模宏基因组测序应该从可以提取核酸的任何实体产生序列数据，”Rubin指出。“对这些数据进行分析以识别以前定义的生命周期的异常值，这是探索未知生命的有力手段。”

此外，Rubin指出微流体和细胞分选方法的单细胞测序的出现，专门针对缺乏与先前鉴定的基因匹配的基因的细胞，作为寻找全新生物体的另一种方法。

“我们还需要选择特别合适的环境利基，以便我们不仅仅是在”路灯下“ - 在我们之前已经研究过的环境中。”

鲁宾提出了发现新生活的目标，包括极端，荒凉和孤立的环境，这些环境有望成为早期生活的首选利基，可能会受到更多现代微生物竞争者的影响。这将包括低氧地下站点，其环境条件早于大氧化事件发生在大约23亿年前，当时大气层从非常低的氧浓度变为高氧浓度。支持孤立的低氧环境可能是早年生活的首选利基的观点来自观察到地壳内部深处的厌氧生态位往往在生命领域内拥有古老的分支。

是否存在第四个生命领域?

鲁宾说，探索地球上的微生物多样性并不缺乏机会。“正在考虑从事职业生涯的学生可以很好地加入21世纪的制图师队伍，他们像DOE JGI用户社区一样，正在解释基因组学和其他高级组学工具所产生的坐标，以映射地球的代谢潜力。”

在构成美国能源部JGI基因组计划纲要的数千个环境测序目标中，有些反映了古代水手队在船舶航行中遇到的挑战：“受寒风袭击南极的风暴; 到大太平洋的热带纬度; 还有那些奇怪的东西。“

鲁宾表示，探索“未被发现的”分类有望为丰富公共数据门户带来福音。他还指出，潜伏在这些困难的人中很可能是发现生命的“第四领域”，一个合理的水手，无论是古代还是现代，都可能宣称“全速前进”。