移动DNA有帮助吗

生活在可以杀死地球上大多数生命的地方的极端微生物 - 耐寒生物 - 为进化，新陈代谢甚至可能的外星生命提供了迷人的见解。一项新的研究提供了一种洞察力，了解一种类型的极端微生物，一种利用氨生产能源的热爱微生物，如何能够在全球范围内从温泉过渡到更温和的环境。在开放获取的“微生物学前沿”杂志上发表了对当代热爱的氨氧化生物的DNA的首次分析，揭示了必要的适应性的进化可能有助于高度流动的遗传元件和DNA交换。各种其他生物。

大多数极端微生物是微生物 - 许多最极端的是古细菌，古老的单细胞生物群，介于生命的其他两个领域，细菌和真核生物之间。不同的古菌谱系专门针对不同的极端环境，包括烫伤温泉，令人难以置信的咸湖，无阳光的深海海沟和寒冷的南极沙漠。只有一个分支，Thaumarchaeota，已成功地在地球上更加热情好客的地方殖民 - 但科学家们不知道为什么。

“在几乎所有环境中都发现了大量的Thaumarchaeota，包括海洋，土壤，植物叶子和人体皮肤，”奥地利维也纳大学的Christa Schleper教授指导并发起了这项研究。“我们想知道他们的秘密是什么：数十亿年前，他们是如何适应温泉的，它们似乎是所有古生物进化而来的，更温和的栖息地?”

作为回答这个问题的起点，Schleper教授和她的团队从意大利的温泉中分离出一种Thaumarchaeota物种，然后对其基因组进行测序和分析。这代表了Nitroscaldus谱系的第一个基因组分析 - 一个热爱的Thaumarchaeota亚群，通过将氨氧化成亚硝酸盐来获得能量。

分析显示，有机体Candidatus Nitrosocaldus cavascurensis似乎代表了与所有Thaumarchaeota最后共同祖先最密切相关的谱系。有趣的是，它具有高度可移动的DNA元素，似乎经常与其他生物交换DNA - 包括其他古菌，病毒甚至细菌。

交换遗传物质的能力可以帮助这个古菌迅速进化。“这种有机体似乎容易受到外源DNA元件的侧向基因转移和侵袭，”Schleper教授说。“这种机制可能也有助于Thaumarchaeota的祖先线发展，并最终辐射到温和的环境和N. cavascurensis仍可以通过基因交换与邻国不断发展的生物在其热泉。”

许多研究人员认为，地球上的第一种生命形式是在温泉中进化而来的。对这种嗜热古细菌的进一步研究可能有助于确定使第一个活细胞(细菌和古细菌)征服世界的一般机制。