成千上萬的基因在生活在奶酪上的微生物群落中交換
加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn),生活在奶酪上的微生物物種之間已經(jīng)傳播了數(shù)千種基因。他們還確定了進(jìn)行此類交換的區(qū)域熱點(diǎn),包括幾個(gè)基因組“島嶼”,它們交換了幾種細(xì)菌。
加州大學(xué)圣地亞哥分校生物科學(xué)系的博士后研究員Kevin Bonham和助理教授Rachel Dutton以及現(xiàn)在塔夫茨大學(xué)Dutton實(shí)驗(yàn)室的前博士后研究員Benjamin Wolfe使用手工奶酪品種的種類作為研究微生物組的簡(jiǎn)單模型系統(tǒng),或微生物群落。眾所周知,微生物在許多領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用,包括人類健康,保護(hù)我們免受某些疾病的侵害,并擴(kuò)大其他疾病。
奶酪外皮提供了一種新方法來研究微生物群落中的基因如何在稱為“水平基因轉(zhuǎn)移”的過程中從一種生物體傳遞到另一種生物體。研究詳情于7月25日在eLife雜志上發(fā)表。
“我們檢查了來自奶酪的150多種細(xì)菌的基因組,發(fā)現(xiàn)了4,000多種基因,這些基因在細(xì)菌物種之間共享,包括許多物種共有的幾個(gè)大基因組島,”分子生物學(xué)部助理教授Dutton說。加州大學(xué)圣地亞哥分校的微生物群創(chuàng)新中心的一部分,該中心利用該大學(xué)在臨床醫(yī)學(xué),生物工程,計(jì)算機(jī)科學(xué),生物和物理科學(xué),數(shù)據(jù)科學(xué)和其他領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)來協(xié)調(diào)和加速微生物組研究。“水平基因轉(zhuǎn)移已經(jīng)研究了幾十年,但在更自然的背景下檢查它是具有挑戰(zhàn)性的,因?yàn)樗枰芯空麄€(gè)微生物群落,而不是孤立地研究它們。”
Dutton表示,大部分轉(zhuǎn)移基因涉及獲取營養(yǎng)物質(zhì)的功能,特別是鐵,已知其在奶酪表面供不應(yīng)求。鐵的競(jìng)爭(zhēng)是許多環(huán)境中微生物的重要主題,包括病原微生物對(duì)人類的感染。
“水平基因轉(zhuǎn)移可能會(huì)影響對(duì)鐵的競(jìng)爭(zhēng),并可能使混合社區(qū)內(nèi)的'作弊',”達(dá)頓說。
根據(jù)新的結(jié)果,Dutton和她的同事正在探討水平基因轉(zhuǎn)移的復(fù)雜動(dòng)態(tài)以及這一過程如何在奶酪上展開。
“由于水平基因轉(zhuǎn)移在許多微生物群落中普遍存在,包括那些對(duì)人類健康很重要的微生物群落,我們現(xiàn)在正試圖研究這一過程如何影響社區(qū)中的微生物生命和死亡,”Dutton說。
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