細菌基因組提供動物進化的“影子完美娛樂城歷史”

細菌已經進化出全人類博弈娛樂城適應者生活在地球上的每個棲息地。但是,與可以作為化石保存的動植物不同,細菌幾乎沒有留下任何有關其進化的物理證據,這使得科學家們難以確切確定不同細菌的進化時間。

現在,麻省理工學院的科學家們設計了一種可靠的方法來確定某些細菌群何時出現在進化記錄中。該技術可用於識別細菌進化何時發生顯著變化,並首先揭示導致這種變化的原始環境的細節。

在1月28日在線發表在《 BMC進化生物學》雜誌上的一篇論文中,研究人員報告說,使用該技術來確定大約450至3.5億年前的古生代時期,幾大類土壤細菌從真菌中獲取了特定基因。使它們分解甲殼素(一種在真菌細胞壁和節肢動物的外骨骼中發現的纖維狀物質),並利用其產物進行生長。

細菌的這種進化適應可能是環境的重大變化所驅動的。大約在同一時間,節肢動物(例如早期的蜘蛛,昆蟲和cent)正從海洋移向陸地。隨著這些陸生節肢動物的傳播和多樣化,他們拋棄了幾丁質,為土壤創造了更豐富的環境,並為細菌(尤其是那些獲得了幾丁質酶基因的細菌)的繁衍提供了新的機會。

麻省理工學院地球,大氣與行星科學系塞西爾和艾達·格林的地球生物學助理教授格里高里·弗尼爾(Gregory Fournier)說:“在此期間,您本來會是土壤,但看起來卻像是南極乾旱的山谷。” “隨著動物首次生活在土壤中,這為微生物利用和多樣化提供了新的機會。”

Fournier說,通過追踪細菌中的幾丁質酶等基因,科學家可以對動物的早期歷史及其生存環境獲得新的見識。

“微生物在其基因組中包含動物生命的影子歷史,我們可以用來填補我們對微生物以及動物早期歷史的理解的空白。娛樂城的相關妞妞算牌搜尋”,Fournier說。

該論文的作者包括現任美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)博士後的主要作者Danielle Gruen博士’18和現任哈佛大學研究科學家的前博士後Joanna Wolfe。

缺少化石

沒有化石記錄,科學家們使用其他技術來佈置細菌的“生命之樹” —遺傳關係圖,顯示了隨著細菌隨時間演變成數十萬種細菌的許多分支和分裂。科學家通過分析和比較現有細菌的基因序列,建立了這樣的圖譜。

使用“分子鐘”方法,他們可以估計某些基因突變的發生率。淘金娛樂城d,併計算兩個物種可能發生分歧的時間。

Fournier說:“但是那隻能告訴您相對的時間,而且這些估算存在很大的不確定性。” “我們必須以某種方式將這棵樹錨定到地質記錄上,直到絕對的時間。”

研究小組發現他們可以使用來自完全不同生物的化石來確定某些細菌群的進化時間。儘管在大多數情況下,基因是從父母到後代世代相傳的,但每隔一段時間,基因就可以通過病毒或環境從一種生物躍遷到另一種生物,這一過程稱為水平基因轉移。 因此,相同的遺傳序列可以出現在兩個生物體中,否則它們將完全不同。炫海娛樂城錯誤的遺傳史。

Fournier和他的同事認為,如果他們能夠鑑定出細菌與完全不同的生物體之間的一個共同基因,即具有清晰的化石記錄的生物體,那麼他們便能夠將細菌的進化控制在該基因從化石年代轉移到的地步。有機體,去細菌。

劈樹

他們查看了成千上萬個生物的基因組序列,發現了一個幾丁質酶基因,它出現在幾個主要的細菌群以及大多數真菌中,這些真菌具有良好的化石記錄。

然後,他們使用算法生成帶有幾丁質酶基因的所有不同物種的樹,從而根據基因組中的突變顯示物種之間的關係。接下來,他們採用分子鐘方法來確定每種包含幾丁質酶的細菌從其各自的祖先分支出來的相對時間。他們對真菌重複了相同的過程。

研究人員將真菌中的幾丁質酶追溯到與細菌首次出現時最相撲克牌遊戲似的基因,並認為這一定是真菌將基因轉移至細菌時發生的。然後,他們使用真菌的化石記錄來確定可能發生轉移的時間。

他們發現,此基因隨後在幾類細菌之間轉移後,包含幾丁質酶基因的三大類土壤細菌都在大約450至3.5億年前發生了分化。如化石記錄所示,這種微生物多樣性的迅速爆發可能是對陸生動物(特別是幾丁質生產節肢動物)的類似多樣化的反應,這種多樣化發生在同一時期。

Fournier指出:“這一結果支持(想法)微生物群傾向於在環境中可用時立即獲取基因以利用資源。” “原則上,通過使用其他資源的其他基因的轉移,這種方法因此可以用來約會更多的微生物群。”

Fournier現在正在開發一條自動化管道,用於從大量基因數據中檢測細菌與其他生物之間有用的基因轉移。例如,他正在研究負責分解膠原蛋白的微生物基因,膠原蛋白僅在動物體內產生,並在軟組織中發現。

Fournier說:“如果我們在食用軟組織的基因微生物中有陰影史,我們也許可以重建軟組織的早期歷史,而在化石記錄中保存得不好。”

本文已由麻省理工學院提供的材料重新發表。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。

參考
陸地幾丁質降解細炫海娛樂城菌譜系的古生代多樣性。 Danielle S. Gruen,Joanna M. Wolfe和Gregory P. Fournier。 BMC進化生物學,2019 19:34,https://doi.org/10.1186/s12862-019-1357-8。

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