探祕:會打牌的細菌?發現細菌水平基因轉移的祕密!


探秘:會打牌的細菌?發現細菌水平基因轉移的秘密!

最近,在南卡羅來納大學的伯特·埃利(伯特·伊利)的生物學家說,細菌生長和繁榮會採取一些策略拉米玩家將被使用。

埃利最近研究發現,當細菌向其基因組中添加新的DNA時,它們會釋放同時另一組尚未被充分證明自己有用的基因。這就像拉米紙牌遊戲玩家在抽到一張都是沒用的牌之後就會把它棄掉一樣。

“我就是這麼看這些細菌的,”艾莉說。 他們隨機取了一段DNA,將其整合到基因組中,如果DNA對他們沒有任何好處,下一段DNA將取代無用的DNA。”

他的研究結果最近發表在科學雜誌“科學•集成的公共圖書館”(PLOS ONE),該研究詳細介紹瞭如何獲得新的細菌DNA不會增加基因組的負擔。

細菌會通過這樣一箇中國被稱為水平進行基因轉移(horizontal gene transfer)的過程從周圍生活環境中吸收DNA,這個發展過程我們可以直接導致微生物獲得新的生化處理能力,這可以提供幫助它們超越其他細菌,並且可能使學生他們更容易出現感染其他生物體,比如對於人類。


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但如果它們的基因組變得太大,細胞將不得不花費更多的時間和精力複製它們的DNA,這使它們處於進化上的不利地位,艾莉說。 直到埃利最近對相關細菌菌株的研究,細菌控制基因組大小的方式一直是個謎。

有一次,一個朋友生物學家曾問埃利斯細菌排序,以確定它是否有一個特定的突變。埃利斯說:“不過,我後來發現,這株是兩種菌株的實驗室搭配,讓我知道從基因組中這些新的DNA片段,他們來自實驗室的其他菌株。”

因為埃利已經對他檢測的菌株和兩個方面緊密結合相關的菌株的DNA進行了排序,所以埃利能夠進行比較研究它們的基因組。他注意到,這些細菌不僅可以增加了一個基因,而且還減少了對於一些文化基因。


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艾莉說:“這項研究表明,它們不僅在染色體上添加了基因,而且還交換了一些基因。” 他們添加了一些東西,刪除了一些東西。

埃利說,更重要的是,被移除的DNA片段往往是與母細胞不同的基因,換句話說,這些文化基因是通過中國早期發展水平以及基因技術轉移而獲得的。埃利說,因為我們大多數新的DNA片段對生存環境沒有可以幫助,所以社會進化上傾向於刪除這些數據片段。

但如果DNA是有用信息的話,它更有發展可能會選擇留下來。埃利說:“任何一個帶有自己有利新基因的細菌都會比它鄰近的細菌長得更大。基因的添加或刪除大約需要每隔2萬代出現進行一次,而有益的基因技術不太可能會導致丟失。”

每2萬代? 看來這是一個非常緩慢的拉米卡遊戲。

埃利斯說:“但是,你可能能夠得到正確的卡後20000代,它保持樂觀是非常重要的。”


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