2019-08-08 23:17:01
消耗珊瑚能量的寄生细菌类型

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俄勒冈州立大学的研究人员提出了一种新的细菌,当珊瑚礁受到污染时会繁殖,从珊瑚中吸取能量,使它们更容易受到疾病的侵害。

美国国家科学基金会资助的这项研究发表在ISME杂志上,为拯救地球上陷入困境的珊瑚礁(这个星球上最大和最重要的生物来源结构)的战斗增添了新的见解。

珊瑚礁的发现不到海洋的1%,但却是近四分之一海洋物种的家园。珊瑚礁还有助于调节海洋的二氧化碳含量,是科学家在寻找新药时使用的重要狩猎场。

珊瑚是复杂的甲藻,真菌,细菌和古细菌的组成,它们共同构成珊瑚微生物群。微生物组成的变化与珊瑚健康的变化有关。

自从它们首次出现4.25亿年以来,珊瑚已经分支到超过1500种,包括在这项研究中心的一种:濒临灭绝的鹿角珊瑚(Acropora cervicornis),俗称加勒比鹿角珊瑚。

在这项研究中,当珊瑚受到高水平的养分 - 即农业径流和污水的污染 - 新发现的细菌属开始主导珊瑚的微生物组,从细菌群落的11.4%跃升至87.9%。

细菌属于立克次体(Rickettsiales),该属主要与水生生物有关。科学家将Candidatus Aquarickettsia属命名为Candidatus Aquarickettsia,该研究中的珊瑚相关物种Candidatus A. rohweri是新分支中第一个对其基因组进行完全测序的物种。

分支是一组被认为是从共同祖先进化而来的生物。

这项研究包括从众多过去的研究中拉取DNA序列数据,结果显示细菌进化枝与许多不同的珊瑚宿主全球相关,并且具有使其寄主能够寄生氨基酸和ATP的基因,ATP是主要的能量携带者。细胞内的分子。

“我们之前发现这种Rickettsiales OTU是在石珊瑚中发现的,对营养物暴露有反应,并与珊瑚生长减少和死亡率增加有关,”该研究的主要作者,Grace Klinges博士说。俄勒冈州立大学理学院的学生。 “现在我们知道它有多种寄生虫特征的基因,包括反向运输Tlc基因,它可以夺取能量的宿主细胞,取出ATP并用低能ADP代替它。”

OTU是指运营分类单元 -  OTU对密切相关的生物群进行分类。

“当我们发现从宿主那里获取ATP的基因时,我们知道我们真的很酷,”克林格斯说。 “该基因具有与线粒体基因相似的蛋白质结构,但反过来 - 它会给动物带来不再有用的ADP。”

当营养水平正常且珊瑚健康时,珊瑚可以忍受低立克次体的数量。但是当珊瑚礁变得营养丰富时,立克次氏体的种群会随着它消耗越来越多的宿主资源而飙升并变得有害。

“这种细菌的顺序存在于患病珊瑚的微生物群中,但它也存在于低水平的健康珊瑚中,”克林格斯说。 “它正在影响宿主的免疫系统,即使它本身并不具有致病性 - 有太多的连锁效应。随着养分污染越来越多地影响珊瑚礁,我们怀疑新属中的寄生虫会增殖并使珊瑚面临更大的风险。”

在来自地球微生物组项目和序列阅读档案数据库的477,075个样本的元数据分析中,研究人员发现Candidatus Aquarickettsia rohweri在全球51个属的珊瑚珊瑚和76个海绵属中存在。

“这些数据表明,我们提出的属广泛地与珊瑚和非双生物后生动物门 -  Placozoa,Porifera,Cnidaria和Ctenophora以及更古老的原生生物的许多成员相关联,”该研究的共同作者和OSU微生物学家Rebecca Vega Thurber。

“这引起了我的注意,”克林格补充道。 “我们只是看着这一种珊瑚和一种细菌,现在我们知道细菌的种类涉及成千上万年的珊瑚进化。我们期望在其他珊瑚中发现不同的细菌种类,但它们属于同一属,因此具有非常相似的功能。未来几年,我们的实验室将汇集其他珊瑚种类中存在的相关细菌的基因组。

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