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World File Search System纤毛虫
游动和附着纤毛虫的最佳摄食
靠近水生食物链底部的纤毛微生物要么游动去寻找猎物，要么附着在基质上并产生摄食流来捕获路过的颗粒。在这里，我们使用一种流行的粘性流体球形模型来表示附着和游动的纤毛虫，其滑动表面速度可以提供纤毛流动的解析表达式。我们求解了溶解营养物浓度的平流扩散方程，其中佩克莱特数 (Pe) 反映了扩散与平流时间尺度的比率。对于固定的流体动力学功率消耗，我们问什么纤毛表面速度可以最大化微生物表面的营养通量。我们发现优化进食的表面运动取决于 Pe。对于在有限 Pe 下自由游动的微生物来说，采用“跑步机”表面运动来游动是最佳选择，但在 Pe 较大的极限下，这种跑步机解与保持生物体静止的对称偶极表面速度之间没有区别。对于附着的微生物，在 Pe 低于临界值时，跑步机解决方案是最佳的进食方式，但在 Pe 值较大时，偶极表面运动是最佳的。我们在开环数值模拟和渐近分析中验证了这些结果，并使用了基于伴生的优化方法。我们的研究结果挑战了现有的“最佳进食就是在所有佩克莱特数上最佳游动”的说法，并为海洋微生物中附着和游动解决方案的普遍性提供了新的见解。
比较基因组学揭示了大规模混乱基因组的进化起源
摘要 纤毛虫是经历广泛程序性基因组重排的微生物真核生物，这是一种自然的基因组编辑过程，可将较长的生殖系染色体转换为较小的富含基因的体细胞染色体。三种研究较为深入的纤毛虫包括 Oxytricha trifallax 、 Tetrahymena thermophila 和 Paramecium tetraurelia ，但只有 Oxytricha 谱系具有大量乱序基因组，其在发育过程中的组装需要数十万个精确编程的 DNA 连接事件，代表了已知生物中最复杂的基因组动态。在这里，我们通过检查 Oxytricha 谱系中不连续和乱序基因的起源和进化来研究这种复杂基因组的出现。本研究比较了来自三个物种的六个基因组，即 Euplotes woodruffi、Tetmemena sp. 和模型纤毛虫 O. trifallax 的生殖系和体细胞基因组。我们对 E. woodruffi 的生殖系和体细胞基因组（它是一个外群）以及 Tetmemena sp 的生殖系基因组进行了测序、组装和注释。我们发现 Tetmemena 的生殖系基因组与 Oxytricha 的一样具有严重的杂乱和中断：13.6％的基因位点需要程序性易位和/或倒位，一些基因在发育过程中需要数百个精确的基因编辑事件。这项研究表明，早期分化的螺旋藻 E. woodruffi 也有一个杂乱的基因组，但只有大约一半的基因位点（7.3％）是杂乱的。此外，它的杂乱基因不太复杂，共同支持了 Euplotes 作为此谱系中可能的进化中间体的地位，处于积累复杂的进化基因组重排的过程中，所有这些都需要大量修复来组装功能性编码区。比较分析还表明，混乱的基因座通常与局部重复有关，支持了通过许多小的 DNA 重复和衰减事件来产生复杂的、混乱的基因组的渐进模型。
世界性微生物及其“隐秘”物种
微生物物种似乎具有世界性分布。对于真核微生物，在过去的约 150 年中，埃伦伯格、达尔文、谢维亚科夫、卡尔等人反复提出了这一观察结果。大约一个世纪前，贝耶林克对细菌也提出了类似的主张；他基于选择性培养基的使用，这种培养基使得从几乎任何地方分离不同功能类型的细菌成为可能。“万物无处不在——环境选择”（Baas Becking 1934）这句话更简洁地表达了这一思想。只要满足特定的栖息地要求，任何特定的微生物物种都会出现在地球表面的任何地方。微生物的分布并不取决于进化或生态时间尺度上发生的偶然事件（如动物和植物），而只取决于栖息地的特性（有关历史参考，请参阅 Finlay 2002）。当然，并非所有原生生物都是世界性的。一些物种（例如某些纤毛虫、有孔虫和甲藻）仅限于特定的气候区。然而，在这种情况下，暖水物种似乎是泛热带的，而冷水物种似乎是双极的（例如 Dragesco 1968、Montresor 等人 2003）。虽然承认大多数原生生物具有世界性分布，但一些作者也认为某些物种，尤其是（陆地）有壳变形虫和纤毛虫，确实具有真正的生物地理学，即局限于某些大陆或特定
废咖啡作为废水处理的复合填料
摘要：目前，复合材料在工程和技术的各个方面都发挥着重要作用，其应用范围不断扩大。最近，人们更加关注天然填料，因为它们适合作为热塑性基质中的增强材料，从而改善这些聚合物的机械性能。生物填料因其成本低、强度高、无毒、可生物降解和易得而得到使用。目前，咖啡渣 (SCG) 作为天然填料越来越受到关注，因为每天都会产生大量的 SCG（咖啡加工产生的食品废料）。这项研究使我们能够确定具有已知技术和工艺参数的活性污泥微生物对含有咖啡渣填料的复合材料机械性能的长期影响。配件由用作基质的高密度聚乙烯 (PE-HD) 和用作改性剂的基于咖啡渣 (SCG) 的填料组成。已确定复合材料的组成及其在生物反应器中的停留时间直接影响接触角值。接触角值的变化与测试材料上生物膜的形成有关。在生物反应器中测试的所有样品的接触角都有所增加，样品 A (PE-HD) 的最低值约为 76.4 度，其余含有咖啡渣填充物的复合材料样品的接触角较高，约为 90 度。研究证实，复合材料中咖啡渣的比例增加会导致微生物的多样性和丰富度增加。在生物反应器中暴露一年多后，含有 40% 咖啡渣的复合材料的微生物数量最多，多样性也最强，而含有 30% SCG 的复合材料位居第二。纤毛虫（Ciliata），尤其是属于 Epistylis 属的固着纤毛虫，是活性污泥和生物反应器中样品浸入生物膜后观察到的最常见和数量最多的微生物群。所进行的研究证实，使用聚合物复合材料模塑件和废咖啡渣形式的填料作为载体可以有效增加生物反应器中的微生物种群。
四膜虫内的大核基因组景观……
收到日期：2023 年 9 月 4 日；接受日期：2023 年 12 月 19 日；发布日期：2024 年 1 月 11 日 作者隶属关系：1 法国穆利斯 CNRS 理论与实验生态站，UAR2029；2 英国伯明翰大学代谢与系统研究所。 *通讯作者：Delphine Legrand，delphine.legrand@sete.cnrs.fr 关键词：着丝粒进化；纤毛虫基因组学；大核多态性；程序性 DNA 消除。 缩写：CBS，染色体断裂序列；GO，基因本体；IES，内部消除序列；MAC 基因组，大核基因组；MDS，MAC 目标序列；MIC 基因组，微核基因组；NJ，邻接连接；UTR，非翻译区。 ‡现地址：英国伦敦帝国理工学院国家心肺研究所呼吸道感染健康保护研究组 §现地址：比利时迪彭贝克哈瑟尔特大学环境生物学环境科学中心。†这些作者对这项工作做出了同等贡献 数据声明：所有支持数据、代码和协议均已在文章中或通过补充数据文件提供。本文的在线版本提供了两份补充材料。001175 © 2024 作者
在评估北冰洋微真核生物的多样性及其对环境变量的响应方面，RNA 优于基于 DNA 的宏条形码
北冰洋（AO）环境恶劣，温度低、冰盖大、海冰周期性冻结和融化，为微生物提供了多样化的栖息地。前期研究主要基于环境DNA对北冰洋上层水体或海冰中的微真核生物群落进行研究，而对北冰洋多样化环境中活跃微真核生物的组成成分则知之甚少。本研究通过对共提取的DNA和RNA进行高通量测序，对北冰洋从雪冰到1670 m深度海水范围内的微真核生物群落进行了垂直评估。与DNA提取物相比，RNA提取物能更准确地描述微真核生物群落结构和类群间相关性，对环境条件的反应也更为敏感。使用RNA：DNA比率作为主要分类群相对活性的代表，确定了主要微真核生物群落沿深度方向的代谢活性。共现网络分析表明，深海中的 Syndiniales 和甲藻/纤毛虫之间的寄生关系可能很重要。这项研究增加了我们对活跃微真核生物群落多样性的认识，并强调了使用基于 RNA 的测序而非基于 DNA 的测序来研究微真核生物群落与微真核生物对 AO 环境变量的反应之间的关系的重要性。