研究人员在一个海洋微生物系统中发现了一种新型的共生古菌,其基因组高度精简,长度仅为238 kbp,且极度偏向遗传信息处理,表现出基因组极度减少的特征。其基因组主要编码DNA复制、转录和翻译的机制。它几乎缺乏所有代谢途径,因此完全依赖于宿主的代谢。该古菌被暂时命名为Candidatus Sukunaarchaeum mirabile,本质上是一个仅保留复制核心的细胞实体,并且已经进化到接近病毒的生存方式。由于Sukunaarchaeum mirabile似乎连接着细胞实体和病毒,这一发现不禁让人思考细胞生命的最低生存要求。
甲藻是一类真核单细胞藻类,具有两种不同的鞭毛。它们大多是海洋浮游生物,已知能够维持共生微生物群落。
在最近的一项研究中,与甲藻相关的细菌的单细胞基因组扩增 西塔里斯特斯·雷吉乌斯 揭示了一个非常不寻常的238 kbp环状序列,其GC(鸟嘌呤-胞嘧啶)含量低至28.9%。研究发现,该序列代表了一个原核生物的完整基因组。进一步分析表明,携带该基因组的生物体是一个古菌。迄今为止,已知最小的古菌完整基因组是490 kbp的 Nanoarchaeum equitans。 本研究发现的古菌基因组不到该基因组大小的一半,但却高度完整。进一步研究证实,它确实代表了一个完整的古菌基因组,并被命名为 Candidatus Sukunaarchaeum mirabile。
新发现的古菌 苏库纳古生物群落 其基因组高度精简,仅为 238 kbp(相比之下,典型古菌的基因组大小约为 0.5 至 5.8 Mbp,而病毒的基因组大小则在 2 kb 至 1 Mbp 以上)。此外,还发现其在遗传信息处理方面具有极强的功能性偏好。它主要编码 DNA 复制、转录和翻译的机制。它几乎缺乏所有代谢途径,因此完全依赖于宿主的代谢。
苏库纳古生物群落 与病毒相似之处在于,它们拥有一个最小基因组,用于遗传自我延续,并由于代谢还原而完全依赖于宿主。然而,与病毒不同的是, 苏库纳古生物群落 拥有自身的核心转录和翻译装置以及核糖体。它不缺乏核心复制机制基因,并且不依赖于宿主。这是细胞实体与病毒之间的关键区别。 苏库纳古生物群落 从根本上来说,它是一种仅保留复制核心的细胞实体,其进化程度已接近病毒的生存方式。
通过 苏库纳古生物群落 这一发现似乎表明细胞实体和病毒之间存在联系,它迫使人们思考细胞生命的最低要求。
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参考文献:
- 原田 R., 等 2025. 仅保留复制核心的细胞实体:具有极简基因组的隐藏古菌谱系。bioRxiv 预印本。提交于 02 年 2025 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781
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