科學(xué)家們正在修復(fù)細(xì)菌生命之樹
昆士蘭大學(xué)的研究人員使用基于基因組序列的進(jìn)化樹,對(duì)細(xì)菌分類進(jìn)行了全面改造。
該研究由UQ化學(xué)與分子生物科學(xué)學(xué)院的Philip Hugenholtz教授和澳大利亞生態(tài)基因組學(xué)研究中心(ACE)領(lǐng)導(dǎo),該研究依賴于一種稱為宏基因組學(xué)的技術(shù),其中細(xì)菌基因組直接從環(huán)境樣本中獲得,以創(chuàng)建更完整的圖片。細(xì)菌王國(guó)的結(jié)構(gòu)。
Hugenholtz教授說,這種結(jié)構(gòu)在科學(xué)上被稱為分類學(xué),它幫助我們將生物之間的關(guān)系聯(lián)系起來。
“分類學(xué)幫助我們根據(jù)等級(jí),從物種,屬,家庭,秩序,階級(jí),門和領(lǐng)域等等,將生物分類為從密切相關(guān)的生物到等級(jí)生物,從而對(duì)生物進(jìn)行分類,”他說。
“這是一個(gè)系統(tǒng),可以幫助我們了解生物體彼此之間的關(guān)系,就像我們使用時(shí)間 - 秒,分鐘,小時(shí)等 - 或使用街道號(hào)碼,街道,郊區(qū),州和地區(qū)的地理位置。國(guó)家。”
Hugenholtz教授說,科學(xué)界普遍認(rèn)為,進(jìn)化關(guān)系是對(duì)生物進(jìn)行分類的最自然的方式,但由于歷史的困難,細(xì)菌分類學(xué)充滿了錯(cuò)誤。
“這主要是因?yàn)槲⑸镂锓N具有很少的獨(dú)特物理特征,這意味著有數(shù)千種歷史上錯(cuò)誤分類的物種,”他說。
“我們還不能在實(shí)驗(yàn)室里種植絕大多數(shù)的微生物,因此直到最近才意識(shí)到它們。”
該項(xiàng)目的首席軟件開發(fā)人員Donovan Parks博士對(duì)最近基因組測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步以及它如何幫助重建細(xì)菌生命樹感到興奮。
“它的發(fā)展程度非常高,我們現(xiàn)在可以獲得成千上萬種細(xì)菌的完整基因藍(lán)圖,包括尚未在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的細(xì)菌,”他說。
然后,研究小組利用這些基因組藍(lán)圖構(gòu)建了一個(gè)巨大的細(xì)菌進(jìn)化樹,該樹基于120個(gè)在細(xì)菌結(jié)構(gòu)域高度保守的基因。
“這棵樹幫助我們創(chuàng)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模型,我們修復(fù)了所有錯(cuò)誤分類,并使細(xì)菌群體之間的進(jìn)化時(shí)間表保持一致,”Parks博士說。
“例如,梭菌屬(Clostridium)一直是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生孢子的桿狀細(xì)菌的傾倒場(chǎng),因此我們將這一組重新分類為29個(gè)不同家族的121個(gè)獨(dú)立屬。
“我們已經(jīng)對(duì)細(xì)菌分類進(jìn)行了徹底的改造,我們很高興科學(xué)界和我們一樣對(duì)此感到興奮。”
該研究還涉及ACE研究人員Maria Chuvochina博士,David Waite博士,Christian Rinke博士,Adam Skarshewski博士和Pierre-Alain Chaumeil,已發(fā)表在Nature Biotechnology上。
研究小組的分類標(biāo)準(zhǔn)位于gtdb.ecogenomic.org的基因組分類數(shù)據(jù)庫(kù)中,該數(shù)據(jù)庫(kù)由澳大利亞研究理事會(huì)桂冠獎(jiǎng)學(xué)金資助。
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