氨氧化古细菌(AOA)是地球上最普遍,最丰富的古细菌之一,在海洋,陆地和地热生态系统中广泛分布。与海洋和土壤系统相比,地下环境中AOA种群的基因组多样性,生物地理学和进化过程被大量研究。在这里,我们报告了一种新颖的AOA订单candidatus(CA.)硝基瘤,形成了嗜热ca的姐妹谱系。硝基层。宏基因组和16S rRNA基因读取映射表明,在各种地下水环境中,硝基瘤AOA大量存在及其在一系列地热,陆地和海洋栖息地的广泛分布。陆生氮气肌瘤AOA显示使用甲酸盐作为还原剂来源并使用硝酸盐作为替代电子受体的遗传能力。硝基瘤AOA似乎通过水平基因转移从其他中间人群中获得了关键的代谢基因和操纵子,包括编码尿素酶,亚硝酸盐还原酶和V-type ATPase的基因。获得的功能赋予的其他代谢多功能性可能已促进其辐射到各种地下,海洋和土壤环境中。我们还提供了证据表明,这四个AOA命令中的每一个都跨越了海洋和陆地栖息地,这表明主要AOA谱系比以前提出的更复杂的进化史。一起,这些发现建立了AOA的可靠系统基因组框架,并为该全球丰富的功能公会的生态学和适应提供了新的见解。
我们研究了在黄铁矿 (FeS 2 ) 上生长的铁和硫氧化、极嗜热酸的古菌 Metallosphaera sedula 的代谢组。由于细胞与矿物材料之间紧密接触和相互作用,从这些微生物中提取有机物是一项重大挑战。因此,我们应用了一种改进的方案来破坏微生物细胞并将其有机成分与矿物表面分离,通过液液萃取提取亲脂性化合物,并使用 MALDI-TOF MS 和 UHPLC-UHR-Q/TOF 进行代谢组学分析。通过这种方法,我们确定了几种参与中心碳代谢和古菌中发现的改良 Entner-Doudoroff 途径的分子、硫代谢相关化合物以及参与 M. sedula 适应极端环境(如金属耐受性和耐酸性)的分子。此外,我们还确定了参与微生物相互作用的分子,即通过生物膜形成进行的细胞表面相互作用和通过群体感应进行的细胞间相互作用,这依赖于信使分子进行微生物通讯。此外,我们利用高级化合物识别软件(MetaboScape)成功提取并识别了不同的饱和噻吩醌。这些醌是 M. sedula 的呼吸链电子载体,具有在极端环境条件下进行生命检测的生物标志物潜力。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未获得同行评审证书)获得的是作者/资助者,他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该版本的版权所有,该版本发布于2024年8月5日。 https://doi.org/10.1101/2024.08.05.606590 doi:Biorxiv Preprint
摘要:二氧化碳 (CO 2 )、一氧化二氮 (N 2 O) 和甲烷 (CH 4 ) 等人为温室气体排放量不断增加是气候变化的主要驱动因素,如果不加以控制,预计未来几年将带来无数有害后果。鉴于 CH 4 在短期内能够有效地将热量困在空气中,以及反刍动物生产目前占人为排放量的约 30%,人们迫切需要大幅减少反刍动物产生的 CH 4 。虽然正在评估此背景下的各种策略,但可能需要采取多方面的方法来实现显着的减排。饲料补充是一种通过减弱瘤胃古菌的甲烷生成而在该领域显示出前景的策略;然而,这可能成本高昂且有时不切实际。在本篇综述中,我们研究并讨论了使用 CRISPR/Cas 介导的基因编辑平台直接调节饲料和/或瘤胃古生菌本身以减少甲烷生成的前景。这种方法可以提供一种有价值的补充替代方案,并有可能在未来为农业的可持续性以及减缓气候变化做出贡献。
古细菌是人类微生物组的研究成分。在这项研究中,通过全基因组shot弹枪测序分析了来自不同地区的60名健康成年人的肠道考古组和BAC TERIOME。古细菌无处不在,在广泛的丰度中发现了高达7.2%。主要的古细菌门是甲烷杆菌,特别是家族甲烷科,涵盖了50个样本中超过50%的古细菌。先前被低估的热质量,主要由甲基菌科菌科组成,主要由10名受试者(> 50%)组成,并且在其他所有受试者中都存在。hal ubacteriota,唯一的其他古细胞门,以微不足道的浓度发生,除了两个样品(4.6 - 4.8%)。这一发现证实了人类的肠道考古体主要由甲烷生物体组成,在已知的甲烷生成途径中:i)Co 2的氢化含量减少是前主要的,是甲苯基抗逆性杆菌属,物种甲烷基revibacter smithii是主要的smithii smithii,这是样品中主要的甲苯胺史密斯。 ii)涉及甲烷二菌的第二个途径是甲基化合物的氢养分还原。 iii)似乎不存在乙酸盐或甲基化合物的声誉。共发生的分析允许在古细菌和细菌之间揭示塑造微生物群落的整体结构的相关性,从而可以描绘出人类肠道古学的更清晰图片。
沿海泻湖是加利福尼亚州流行和受威胁物种的重要栖息地,这些栖息地影响了城市化和干旱的影响。环境DNA已被提升为帮助监测生物群落的一种方式,但在不同的方案中引入的偏见尚待理解,该方案旨在克服旨在克服研究中的独特系统提出的挑战。浑浊水是这些系统中EDNA恢复的一种方法论挑战,因为它迅速堵塞了过滤器,从而阻止了样品的及时处理。我们研究了两种解决方案产生的社区组合中的偏见,以克服由于浊度而缓慢的效果:冻结在填充前(用于存储目的和长期处理)和使用沉积物(与水样品相反)。在下游EDNA分析中对社区组成的偏差评估进行了两组底漆,12s(Fin)和16S(细菌和古细菌)。我们的结果表明,在使用较大的孔径(3 µm)的滤波器时,在填充前的冷冻水对每个底漆的社区组成有不同的影响。尽管如此,在关注菲什社区(12s)时,预冰的水样品仍然可以作为存储和处理浊度水样品的可行替代方案。应谨慎使用沉积物样品作为处理水样品的替代方法,至少应增加采样的生物复制和/或体积的数量。
通过元基因组组装的1个基因组和细菌在墨西哥Coahuila,Cuatro cienegas,Cuatean domes站点的高盐微生物垫中揭示局部辐射事件。3
简介:低压微生物学实验是探究努力的重要组成部分,旨在为航天器的前进微生物污染的潜力提供信息,以及寻找Mars上灭绝和现存寿命的迹象(Carrier等人,2020年; Perl等; Perl等。2021a)。开创性的低压微生物工作的工作已证明许多细菌物种能够在低压的火星条件下生长,即降低了微生物(Schwendner&Schuerger,2020年)。例如,以前的研究对从7 MBAR生长的各种环境样本中分离出了20种低磷脂细菌(Schuerger&Nicholson,2016)。随之而来的工作开发了低压性的生物体,开发了低压微生物学实验的低压质体性,通过转录组和生理学研究(Fajardo-cavazos等,2018; Schuerger等,2020)。然而,以前的大多数低压微生物学研究都集中在细菌上,重点是行星保护。低压微生物学探索将古细菌融合在一起,重点是寻找灭绝和现存寿命的迹象很少。我们以前发表了第一次尝试从域古细菌中发展出一种低压力条件的方法,代表了火星上定义的地下小境。这项工作记录了模型的卤素古细菌haloferax火山在地下火星条件下约4个月的生存(Robinson&McQuaig-Ulrich,2022年)。2024)。后续实验揭示了h。volcanii的先前未知的代谢能力,可与火星相关的氧化氧化甲氯酸酯厌氧生长(Robinson等从这项工作中,我们假设,厌氧菌偏爱的化学条件可能会使火山烟草在低压浅的地下火星条件下能够生长。在这里,我们记录了H.火山菌作为卤素古细菌的第一批低皮质耐体。进一步,我们研究了这些卤素生物产生的类胡萝卜素色素如何,这些生物被认为是天文学研究中潜在的生物签名(Perl等人,2021b),是由地下火星条件的生长而实现的。
1- Weaver GA,Krause JA,Miller TL,Wolin MJ。sigmoid镜群中甲烷菌细菌的发生率:甲烷菌细菌和憩室病的关联。肠道。1986 Jun 1; 27(6):698–704。 2 -Fricke WF,Seedorf H,Henne A,KrüerM,Liesegang H,Hedderich R等。 甲壳磷酸体的基因组序列揭示了为什么这种人类肠道古代仅限于甲醇和H2进行甲烷形成和ATP合成。 J细菌。 2006年1月15日; 188(2):642–58。 3 -Scanlan PD,Shanahan F,Marchesi Jr。使用MCRA基因分析,健康和患病的结肠组中的人类甲烷激素多样性和发病率。 BMC微生物。 2008年5月20日; 8(1):79。 4 -Nkamga VD,Henrissat B,Drancourt M. Archaea:人类消化菌群的重要居民。 嗡嗡声微生物组J. 2017年3月1日; 3:1-8。1986 Jun 1; 27(6):698–704。2 -Fricke WF,Seedorf H,Henne A,KrüerM,Liesegang H,Hedderich R等。甲壳磷酸体的基因组序列揭示了为什么这种人类肠道古代仅限于甲醇和H2进行甲烷形成和ATP合成。J细菌。2006年1月15日; 188(2):642–58。3 -Scanlan PD,Shanahan F,Marchesi Jr。使用MCRA基因分析,健康和患病的结肠组中的人类甲烷激素多样性和发病率。BMC微生物。 2008年5月20日; 8(1):79。 4 -Nkamga VD,Henrissat B,Drancourt M. Archaea:人类消化菌群的重要居民。 嗡嗡声微生物组J. 2017年3月1日; 3:1-8。BMC微生物。2008年5月20日; 8(1):79。 4 -Nkamga VD,Henrissat B,Drancourt M. Archaea:人类消化菌群的重要居民。 嗡嗡声微生物组J. 2017年3月1日; 3:1-8。2008年5月20日; 8(1):79。4 -Nkamga VD,Henrissat B,Drancourt M. Archaea:人类消化菌群的重要居民。嗡嗡声微生物组J.2017年3月1日; 3:1-8。
微生物群落倾向于使用它们处置时具有的最富含能量和易于代谢的化合物。这会导致化合物的进行性富集,这些化合物难以分解并且几乎没有能量,尤其是在没有氧气或其他无机电子受体的情况下。在这些条件下,人们认为使用碳氢化合物(例如碳和氢组成的分子),被认为完全依赖于将这些化合物分解为乙酸和H 2的细菌之间的合作(称为综合体),以及称为甲基化的Archaea,称为甲基化的Archaea,它们使用这些分子产生了甲基甲烷的水分(ch 4),即可else2 heft ryst ryst ryst hest sight hest sights chiplest thypy thyst hest thimphest(ch 4)。自然界写作,Zhou等。3通过报告单一类型的微生物可以将各种大型碳氢化合物降解为甲烷的长期以来对碳氢化合物甲烷造成的甲烷造成降解的长期说明(图1)。