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          新聞中心

            以DNA為食的細菌-Implen助力科學家研究深海的生命過程

                深海蘊含著海量的微生物資源,卻是地球上人們了解少的生境之一。迄今為止,99.9%以上的深海微生物無法獲得純培養,稱之為難培養微生物,是地球上尚未實現開發的生物資源庫。軟壁菌門是一類的難培養微生物類群,此類菌無細胞壁卻由厚壁菌門進化而來。

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                根據宏基因組預測結果可知它們具有突出的核酸降解能力,對磷、氮等元素的循環有重要驅動作用,而且還能自如應對深海高壓和陸地常壓環境,在進化、耐壓和元素循環等方面有的研究價值。但是由于軟壁菌生長慢、豐度低,迄今國際上還沒有獲得任何深海生境的純培養菌株,阻礙了對其進一步深入研究。

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                中科院海洋所孫超岷課題組創新的利用在基本培養基中添加大腸桿菌DNA的手段富集并純培養了一株Izemoplasma綱的軟壁菌。首次純培養及其生命過程的研究成果,為突破深海難培養微生物的培養瓶頸及深入了解深海稀有微生物類群的環境適應機制提供了重要理論依據和研究范例。因其在進化和代謝特征上兼具軟壁菌門和厚壁菌門的特征,研究人員特以《山海經》中一種非魚非豬的怪物-父魚(樣子像鮒魚,有魚的腦袋,卻長著豬的身子)對該菌進行了命名,即Xianfuyuplasma 。

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            深海首株軟壁菌門細菌的培養策略、形態及命名


                研究人員基于轉錄組學手段揭示了其代謝有機物和硫代硫酸鈉進行能量轉換的機制,基于生物化學等手段首次證實了其降解DNA的突出能力,并借助“科學”號科考船的裝置進行了深海原位實驗,驗證了該菌在自然生境中也具有降解DNA參與能量合成的生命過程。多項前期研究表明深海富含各種類型的核酸分子(如DNA、RNA等),是一些微生物(如軟壁菌門)的重要能量來源。而這些類群降解核酸的突出能力有力深海生境磷、碳、氮等生命元素的生物地球化學循環進程,對深海的物質循環和能量代謝具有重要的驅動作用。

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                此研究成果發表于國際生物學期刊The ISME Journal,題為“Characterization of the first cultured free-living representative of Candidatus Izemoplasma uncovers its unique biology”的文章。The ISME Journal主編認為相關研究結果“對其他人從深海沉積物中分離和研究稀有物種有重要啟示”。

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                文中作者使用德國Implen的Nanophotometer?超微量分光光度計對培養介質中的DNA含量進行監測,添加的大腸桿菌DNA在5?分鐘內濃度從100?ng /μL降至56.5?ng /μL;并在15分鐘內下降到了18.6?ng,消耗殆盡。為證明該細菌對DNA的快速分解能力提供了的動力學數據。

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                Nanophotometer?不僅是核酸質控的標準儀器,還可對樣品進行的定量分析,應用十分廣泛,是生命科學及分析化學研究的好幫手,助力科學家取得新的科學發現。Implen技術團隊更能為廣大用戶提供應用支持,服務在您身邊。

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            注:部分內容來源于齊魯晚報及科技日報


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