团队发表关于细菌中不寻常基因进化的研究

蒙大拿大学的研究人员在细胞水平上进行了另一项发现，以帮助了解我们星球上所有生命的基本过程 - 这一次是在恐龙漫游地球后生活在蝉昆虫体内的不寻常细菌中。

在过去的7000万年中，细菌经历了极端的适应性生活在昆虫的体内，估计失去了95%至97%的基因，并导致任何生物体已知的一些最小的基因组。在这个过程中，他们失去了生活在蝉之外的任何地方的能力。

“蝉共生复合物与任何其他已知生物都非常不同，”密歇根大学生物科学研究生，研究生物学生物科学蝉研究员，生物科学部的John McCutcheon实验室的蝉研究生马特坎贝尔说。

许多昆虫与有益的或“共生的”细菌密切相关。这些细菌共生对于仅消耗一种缺少某些必需营养素的食物的昆虫至关重要。例子包括喂食虱子的虱子以及以植物粪便为食的昆虫 - 蚜虫，叶蝉和蝉。

密歇根大学的研究表明，蝉的共生细菌会产生昆虫宿主生长和繁殖所需的氨基酸和维生素。在研究南美蝉的三个田间季节，UM博士后研究员Piotr Lukasik发现许多物种的单一共生细菌进化在同一蝉中成为几种不同类型细菌的复合物。

“通过这个过程，个体细菌已经失去了许多基因，现在彼此依赖，因为每种类型都含有独特的必需基因，”Lukasik说。“不同的类型必须共同提供蝉宿主所需的氨基酸和维生素。”

位于美国东部的不同种类的蝉含有数十种小的，快速进化的细菌。个体类型通常包含很少的可识别基因，并且以不完全理解的方式分布在蝉内的不同细胞区室中。

“蝉存在共生复合物而不是单一的，表现良好的细菌，这可能对该物种构成挑战，”Lukasik说。“毕竟，当你需要一顿饭 - 无论是蝉所需的维生素还是饥肠辘辘的学生所需的披萨 - 它更容易从单一来源获得，而不是从几个不同的来源拼凑起来。”

研究人员认为，这种细菌的进化是偶然发生的，尽管对蝉没有帮助，微观生物必须长期停留，因为蝉现在需要它们存活。

“事实上，生命周期最长的蝉也是那些最疯狂的细菌共生体，”Lukasik说。

该研究最近发表在当前生物学文章“周期性蝉细菌内共生体中的特异性基因组降解”，以及最新一期“蝉属”中的“蝉类间相互依赖性内共生复合物的多重起源”研究中。美利坚合众国国家科学院。