不寻常的微生物为早年生活提供线索

根据ISME杂志最近的一篇论文，一项新的研究揭示了一组深海微生物如何为地球上的生命进化提供线索。研究人员使用尖端的分子方法研究这些微生物，这些微生物在流经地壳的热的无氧流体中茁壮成长。

这组微生物被称为Hydrothermarchaeota，生活在如此极端的环境中，以至于它们从未在实验室中进行过研究。来自Bigelow海洋科学实验室，夏威夷大学马诺阿分校和能源联合基因组研究所的研究小组绕过了基因测序方法的培育问题，这种方法被称为基因组学，这是一套用于测序大群体的新技术。遗传信息。他们发现Hydrothermarchaeota可以通过处理一氧化碳和硫酸盐来获得能量，这是一种被忽视的代谢策略。微生物利用来自该过程的能量作为化学合成的一种形式生长。

“地球上的大部分生命都是微生物，大多数微生物从未被种植过，”毕格罗实验室的高级研究科学家，该研究的资深作者之一Beth Orcutt说。“这些研究结果强调了为什么单细胞基因组学是发现大部分生命功能的重要工具。”

分析Hydrothermarchaeota基因组揭示，这些微生物属于被称为古细菌的单细胞生命群，并在地球生命史的早期进化 - 它们的异常代谢过程也是如此。这些观察结果表明，地下海洋地壳是了解生命如何在地球和其他行星上演化的重要栖息地。

研究人员还发现了Hydrothermarchaeota有能力自行移动的遗传证据。Motility为他们称之为家庭的极端环境提供了宝贵的生存策略，这种环境对生命至关重要。

“研究这些独特的微生物可以让我们深入了解地球的历史和其他星球的潜在生命策略，”Stephanie Carr说，他是该论文的第一作者，也是Orcutt的前博士后研究员，他现在是Hartwick的助理教授。学院。“他们的生存策略使他们变得异常多才多艺，他们在他们居住的地下环境中扮演着一个重要的，被忽视的角色。”

2011年，Orcutt和其他项目科学家航行到Juan de Fuca Ridge的侧翼，这是一片位于华盛顿海岸的中洋脊，两块海洋板块正在分离并产生新的海洋地壳。他们使用伍兹霍尔海洋研究所的深潜机器人杰森前往海底2.6公里，收集流经深层地壳的流体样本。

这些地壳流体含有以前从未研究过的微生物。研究人员与能源部联合基因组研究所合作，对Bigelow实验室单细胞基因组学中心的微生物进行分类和分析。这个尖端的研究设施由高级研究科学家和研究作者Ramunas Stepanauskas领导。项目团队还使用宏基因组学分析了这些微生物，这是一种直接从环境样本中提取基因组信息的技术。这些分析深入了解了Hydrothermarchaeota的遗传蓝图，它们与其他古菌的关系，以及它们在海底生存下进化的策略。

研究人员将在2019年5月返回胡安德富卡山脊时继续研究这一发现，继续研究在海底以下兴旺的极端微生物。Orcutt将利用ROV Jason与该研究团队一起进行巡航，以利用国家科学基金会和美国国家航空航天局的资金，进一步探索海底环境。

“在海底以下生活'活埋'的微生物对我们来说非常有吸引力，因为它们可以在低能量下存活，”Orcutt说。“我们希望我们对这些奇怪微生物的实验能够证明他们是如何做到这一点的，所以我们可以想象生命在其他星球上是如何存在的。”