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腾冲嗜热厌氧菌基因

极端环境微生物是生命的奇迹,它们蕴涵着生命进化历程来自的丰富信息,代表着生360百科命对于环境的极限适应能力,界定了生物圈的"边界",是生物遗传和功能多样性最为丰富的宝环白藏。

  • 中文名称 腾冲嗜热厌氧菌基因
  • 类型 基因
  • 上映新闻 中国科普网
  • 发现时间 1998年

背景

  研究来自极端环境微生物的基本生物学特点及适应机理,对于揭示生物起源的奥秘360百科和发展的规律、阐明生物多样性形成的机制和动力、认识生命与环境汽兵曾岁界章素南品诉的相互作用、尤其是与地球化学变化之间的关系具有极为重要的意义,同时也将大大促进极端环境微生物资源在生物技术产业中的利用。"极端环境微生物生命特征及环境适应机理"正是在这样的背景下于2006年成为基金均钢喜目兵来使选穿再植委微生物学科首个创新群体项目,该项目自申请之初就致力于从多个层面认识极端环境微生物的生物多样性及其形成机制,了解生命低酒现鱼区已山仅妈高在与环境项目过程中的进化规律,并为极端环境微生物资源的利用奠定基础。

  材全福延条服书1998年初,我国科研人员在云南腾冲地区考察时在沸泉中发现了一种泉生热孢菌,最适合在75度左右高温下生长。在进行分类、形态方面的研究后,研究人员发现,国内第一个被发现的这种极端嗜热菌,是国际上从未报道过的新菌种。

研究

  从199松演半菜福发油使9年5月起,中国科学家联合起来,开始测定这种嗜热菌的全基因组DNA(脱氧黑场广此出末核糖核酸)序列。

  科研人员从培养的细菌中提取了基因组DNA,构建了测序商热磁孩模板文库,还建立了反映测序进展与存在问题以及用于组装、注释、寻找基因的软件。在基因测序中,获得了单机日产、序列读长、准确率等指数与国际同行并驾齐驱的好结果。

  科研人员已测定这个微生物基紧室质酸编止轴论独海因组的260多万个碱基对,基因组的准确率达到99.99%以上,从而获取了国内第一张微生物基因组的"完成图"。科学家已发现了2808个基因,其中1481个是功检卫祖衡块证好待李了苏能已知的基因,另外1327个基因的功能还不清楚。这标志着我国基因组研究又向前迈出重要一步。据悉,这是迄今为止中国人首次破译微生物的遗传密码,嗜热菌也成为除病毒外国内第一个遗传密码被破译的微生物。

  研究表明,大约30个基因只能在嗜也同样热的真细菌或古细菌中找到,这在科研和产业化上具有重要价步啊值。这种嗜热菌和另外一种细菌--需氧芽孢杆菌的同源性最高为59.8%,进一步表明了这种细菌的"特殊性"。

 名金轴 高温热泉与地球早期环境比较接近,其中微生物生态系统相对简单、稳定和封闭, 对其进行微生物研究不仅有助于认识高温环境中的微生物只液染黑便运响剂急遗传多样性与功能多样性, 而且土命耐深沙对认识地球上生命的起源和进化压也具有十分深远的意义; 同时,由于这些微生物具有特殊尔械因二试风呼洋丝的生理机制和独特的基因,有较高的应用价值,因此受到广泛的重视。我国云南省腾冲且河衡连责县具有特殊的地热资源,是研究热泉微生物的重要地区。国内对腾冲热泉微生物的研究开展得比较早, 在菌种分离鉴定、微生物多样性分析等方面取得了许多成果。而在通过构建环境基因组文库收集和发掘其微生物、特别是未培养微生物基因资源方面,尚处于起步阶段。腾冲蛤蟆嘴热泉是一个弱碱性的高温热泉, 温度达到84度以上, 本研究成功构建了蛤蟆嘴热泉未培养微生物基因组文库,并对文库中的部分克隆进行了分析,为探索该热泉微生物新基因的研究和利用奠定基础。

  微生物是一大群小生物的总称,因其形体小而得名。投入少、收效快的微生物基因组研究,是当今世界基因组研究中的前沿领域。我国地理环境复杂,含有丰富的微生物资源,研究这些微生物,无论对于生物进化研究,还是特殊酶以及蛋白质的结构和功能研究都有重要意义。

  中科院完成对分离自我国云南热泉基因组序列测定的腾冲嗜热厌氧杆菌进行了深入研究,精确定位了该菌的复制原点并分析了在高温条件下该菌染色体DNA复制起始机制及热适应机制;发现了在极端嗜热古菌DNA复制过程中引物合成与引物延伸步骤之间的一种可能的偶联机制;发现了一种新的古菌染色体蛋白;在极端环境微生物代谢特点及嗜极生理的研究方面;研究群体首次报道了极端嗜盐古菌PHA合成的相关基因;发现了细菌芽孢形成的一种新机制;对极端嗜热古菌参与硫代谢的硫氧化还原酶进行了晶体结构分析;从极端环境微生物中分离得到了一些性质特殊的极端酶。该创新研究群体表示,将不断加强自身实力,广泛开展与国内外同行的交流与合作,致力于学科积累、潜心于原始创新,为提高我国极端微生物研究的水平作出更大的贡献。

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