當(dāng)宏基因組遇上單細(xì)胞測(cè)序
日期：2015-04-02 09:01:19
日前，科學(xué)家們通過宏基因組測(cè)序和單細(xì)胞測(cè)序鑒定了一類新細(xì)菌。
16S rRNA基因序列的保守性和普遍性，使其成為了微生物檢測(cè)和分類鑒定的強(qiáng)有力工具。這種方法為科學(xué)家們揭示了微生物群體的高度復(fù)雜性，但它還是有所遺漏。美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所上周的一次會(huì)議上，研究者人員向人們展示了在四個(gè)溫泉樣本（北美和亞洲）中發(fā)現(xiàn)的一類新細(xì)菌Candidatus Kryptonia。這項(xiàng)研究共測(cè)序了22個(gè)Kryptonia基因組。
基因組分析顯示，Kryptonia屬于擬桿菌門。擬桿菌門的成員一般生存在腸道或海洋中，而Kryptonia是其中首個(gè)極端嗜熱菌。研究人員指出，Kryptonia可能是通過水平基因轉(zhuǎn)移從古生菌獲得這種能力的。
16s rRNA檢測(cè)無法發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌，這是因?yàn)樵谕ㄓ靡锏慕Y(jié)合處發(fā)生了刪除事件。Nikos Kyrpides領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)通過宏基因組測(cè)序和單細(xì)胞測(cè)序證實(shí)了這種細(xì)菌的存在，并將其命名為Kryptonia。
研究人員最初是在對(duì)來自世界各地的四千多個(gè)樣本進(jìn)行重新分析。他們?cè)谄渲邪l(fā)現(xiàn)，有四個(gè)樣本含有新16s rRNA基因。隨后，他們通過四核苷酸頻率確定這幾個(gè)分離物有著相似的DNA圖譜，并且重建了Kryptonia的基因組。
根據(jù)Kryptonia序列在宏基因組數(shù)據(jù)中的豐度，研究人員認(rèn)為可以分離到單個(gè)Kryptonia細(xì)胞。于是他們進(jìn)行了高通量的單細(xì)胞流式分選，果然得到了十幾個(gè)Kryptonia細(xì)胞，證明了這種新細(xì)菌的存在。
研究人員在Kryptonia基因組中鑒定了與移動(dòng)能力有關(guān)的鞭毛基因和趨化蛋白。他們還發(fā)現(xiàn)Kryptonia缺乏合成絕大多數(shù)氨基酸的基因，特別是合成組氨酸的關(guān)鍵基因，而這是一個(gè)相當(dāng)古老的通路。研究人員推測(cè)Kryptonia可能有一個(gè)合成這些氨基酸的“小伙伴”。此外，Kryptonia的CRISPR/Cas也很獨(dú)特，似乎是兩種已知CRISPR/Cas的混合體。
研究顯示，Kryptonia基因組5%的序列不匹配任何已知序列。這里面也許含有可供人們使用的基因，“Taq聚合酶就是來自于溫泉，它為PCR技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，”Eloe-Fadrosh說。
