DNA研究顯示細菌「混合併匹配」基因以便能存活下來

據外媒New Atlas報道，最小的生物可以對地球產生一些最大的影響。通過對微生物類型進行普查，您可以了解給定環境的健康程度。現在，伯克利實驗室的研究人員已經開發出一種新方法，通過專門研究細菌傳播的基因來幫助彼此適應不斷變化的世界，從而更全面地了解正在發生的事情。

雖然大多數物種從親代到子代「垂直」轉移基因，但細菌有能力「水平」轉移它們，交換稱為DNA質粒來「互相教授」新的技巧。這種「技能交換」是細菌迅速變得對抗生素產生抗藥性的方式。

由於它們共享如此廣泛，研究這些質粒可以讓科學家通過觀察生物體所面臨的壓力，為整個環境提供一個窗口。例如，如果池塘含鹽度特別高，您可能會發現高水平的質粒可以幫助細菌在這個環境中存活下來。

「當你想了解一個微生物群落時，專註於它們的質粒可以讓你了解社區想要保持移動的一系列功能，也許是因為它們是定期需要的，」該研究的首席研究員Aindrila Mukhopadhyay表示。「研究質粒就像看著某個人的背包，看看他們是自己使用還是可能與另一個人分享，為他人提供不時之需。如果你看看裡面並找到一把傘。當時可能沒有下雨，但是雨傘暗示可能會偶爾下雨。」

這種質粒的整個網路稱為質粒組。雖然這不是科學家第一次研究它，但該團隊開發並改進了一種新方法，以幫助將其與樣本中更廣泛的染色體DNA區分開。這種新方法使科學家即使在細菌相對較少的環境中也能檢測到不同大小的質粒。

該團隊在橡樹嶺野外研究中心的幾口井的地下水樣本中測試了這項技術，這是一個充滿重金屬的環境。研究團隊發現了數百種不同的質粒，無論存在多種細菌種類，都會在不同的樣品中出現類似的質粒。

最常見的質粒是那些使細菌對汞具有抗性的質粒，但有趣的是，該團隊沒有在水中檢測到任何汞。這些基因如此廣泛地傳播的事實表明過去水肯定被汞污染，並且微生物群落仍然「繼續保留」質粒以防再次發生。

了解這些事物可以讓科學家快速了解一個地點的過去和現在生活在那裡的生物，以及它們未來是否能夠適應某些變化。最重要的是，該研究可能有助於發現可用於清潔環境的新質粒，或用於處理污水。

「這些移動基因組提供了一種自然操縱這些生物的方法，」該研究的第一作者Ankita Kothari表示。「因此，如果你想在分子水平上檢查一個生態系統，而你需要遺傳工具來做到這一點，答案可能已經在質粒組中了。」

該研究發表在《mBio》期刊上。

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