纽约(基因组网新闻)——一个美国研究小组采用了系统生物学的方法来理解在基因组中发现的多样性Shewanella-一种因其生物修复潜力而被吹捧的细菌属。
研究人员汇集了10人的基因组、蛋白质组学和生理学数据Shewanella以便更好地了解基因型和表型之间的关系。这项工作，计划本周在网上出现在美国国家科学院院刊，表明菌株之间的关系比以前所了解的要复杂得多，相关的菌株不一定具有相同的功能。
“传统的微生物学方法表明，这些微生物的生理学和表型Shewanella研究报告的主要作者、乔治亚理工学院环境微生物学和基因组学研究员科斯塔斯·康斯坦丁尼迪斯在一份声明中说:“细菌非常相似，如果不是完全相同的话，但事实并非如此。”vwin德赢ac米兰合作
在过去，大量的细菌分类是基于表型、生理学和已知物种之间的比较。但是这种分类的遗传方面通常仅限于16S rRNA基因的序列数据。现在，研究人员正在整合基因组学和蛋白质组学的信息，以澄清这种细菌分类。
研究人员解释说:“现在可用的强大的基因组工具为更详细和更有信息的评估遗传和表型相似性之间的关系提供了机会。”
为了做到这一点，该团队使用了美国能源部联合基因组研究所的研究人员生成的基因组序列数据Shewanella菌株。研究人员还利用质谱法获得了在不同环境条件下生长的相同菌株的蛋白质组学数据。
当他们评估这十种基因中任意两种的平均核苷酸同一性时Shewanella在基因组中，研究人员发现关系最密切的一对-Shewanellasp. MR-4和MR-7 -的ANI值约为98.4%。紧随其后的是美国putrefaciens菌株W3-18-1和CN-31的ANI值约为96.5%。
另一方面，大多数Shewanella与四种差异最大的菌株共享的ANI不到70%Shewanella特性:美国frigidimarinaNCIMB400,美国denitrificansOS217,美国loihicaPV-4,美国amazonensisSB2B。
研究人员指出，在这10个基因组中标注的9782个非冗余蛋白质编码基因中，只有22%左右似乎是所有菌株中都存在的核心基因。与此同时，三分之一的基因至少在两个菌株之间共享，近一半的基因是其中一个菌株所独有的。
然而出乎意料的是，具有最高ANI的菌株不一定共享最多的表达基因。相反，研究人员推测，菌株对特定环境的适应在细菌的功能库中发挥了更大的作用，尽管关系更密切的菌株往往具有相似的蛋白质。
“这些发现表明，基因调控和表达的相似性是决定近亲之间表型相似或不相似的重要因素Shewanella康斯坦丁尼斯在一份声明中说。
而且，研究人员指出，虽然大多数基因发现Shewanella基因组反映了所检测菌株的进化史，许多细菌的关键功能不一定与同一谱系的其他成员共享。相反，水平基因转移，包括基因组岛的转移，似乎有显著的贡献Shewanella功能。
康斯坦丁尼迪斯解释说:“如果你把这种菌株放在含有高浓度铀的环境中，这种微生物可能会获得接受附近菌株铀的基因，从而防止铀随着地下水流动而扩散。”
研究人员正在复制他们的结果，并承认目前的研究有局限性——包括一组有限的生长条件，以及对一些研究结果的不完全理解Shewanella基因。
尽管如此，该团队仍然热情地表示，他们的结果可能有助于理解如何确定Shewanella菌株获得了与生物修复相关的技能——以及选择最适合清理特定环境的菌株。