幽門桿菌住海底的小表弟
美國德拉瓦大學的 Barbara J. Campbell 帶領的研究團隊在最近發表了他們在 Nautilia profundicola 細菌的新發現.
他們在深 2500 公尺的海底熱泉區進行研究(請記得花蓮神奇的海洋深層水來源只有六七百公尺深), 發現了這種化學自營性細菌, Nautilia profundicola. 它在分類上屬於目前知道的還不是很多的 epsilonproteobacteria, 是 Campylobacter 和 Helicobacter pylori (幽門桿菌)的遠親.
這裡的熱泉是間歇泉, 所以細菌必須要有在大致上厭氧無光的三温暖環境存活的能力. 不只温度時高時低, 氧氣, 有毒的硫化氫, 重金屬也會隨著泉水湧出而忽高忽低. 這樣的環境, 其實和地球早期的環境很像. 没有時光機回到以前, 至少可以看看這些留在和古代一樣環境的生物是如何在這種環境裡存活下來的.
研究人員將這種細菌的基因體完全解讀後, 發現它有利用氫氣當能源的能力, 可以在没有光的環境中自行固定二氧化碳, 有多種感應環境變化的系統, 還有一條在地球上首次發現, 全新的利用氮源的代謝路徑. 另外有個在其它 80度以上生活的高温菌才看得到的基因 rgy, 也在這種活在 45-65 度的 Nautilia profundicola 基因體中發現. 這個基因負責在遇到高温熱水時製造 reverse gyrase 來修復 DNA, 過去學界認為 rgy 基因對在 80 度以上高温環境的存活很重要, 而這次的發現打破了過去的觀念, 現在的證據顯示這個基因的功能和適應高温無關, 或許反而跟適應温度變動有較大的關係.
這種細菌看來具備各種在地球早期惡劣環境存活所需的各種偉大能力, 其實它的基因體只有大腸桿菌的 1/3 大而已. 研究人員希望能藉由對這種細菌的研究, 來描繪出地球早期生物使用的生活方式.
研究原文
Campbell BJ, Smith JL, Hanson TE, Klotz MG, Stein LY, et al. (2009)
Adaptations to submarine hydrothermal environments exemplified by the genome of Nautilia profundicola.
PLoS Genet 5(2): e1000362.
