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氢气是生命物质的又一佐证
作者:admin    发布于:2020-05-11 09:48    文字:【 】【 】【
       原创 孙学军  氢思语  
       我们说氢气是典型的生物物质,或者本就属于生物体系的物质。最重要的证据就是细菌能产生氢气和利用氢气。不仅如此,最新研究发现,即使本来没有代谢氢气能力的细菌,也能在存在氢气环境下,为适应环境获得代谢氢气的能力。这说明氢气是最自然的生物活性物质,是能维持生命繁衍生息的物质基础。
       共生菌很难培养,目前只有硫氧化共生菌等少数几种在没有寄主的情况下人工培养成功。这里对一种化学自养细菌CTD079成功培养,并进行了基因组分析。发现其近亲是有鳞的蜗牛内共生菌。通过对这两者进行比较,发现CTD079在开放的海洋环境的适应性进化。实验发现这种细菌把氢气作为营养产能,这一发现表明在海洋中的氢气比预计要丰富广泛。
       这个研究意义是说,本来这些细菌可能需要在蜗牛中共生,就是需要蜗牛提供基本的生存条件,但是环境改变下,这些细菌可能脱离了共生宿主,走向单独进化的路线,这些离开宿主的细菌利用环境中的氢气能源,维持自身生存需要。这一方面说明细菌进化的巨大潜力,另一方面也说明生物利用氢气存在优先性。氢气是一种生物活性物质的一个重要证据。把存在代谢缺陷的细菌放在含有氢气的环境下,细菌能进化出代谢氢气的能力。
       CTD079细菌是一种新的自养型氢氧化着色杆菌,是从南太平洋1500米水深的水柱样本中富集的。根据16S rRNA基因系统发育分析,发现它与一种有鳞蜗牛密切相关内共生菌(99.2%的DNA序列同源)。迄今为止只知道其宿主蜗牛沿印度洋脊的热液喷口分布。CTD079和蜗牛内共生基因组占91%。反映对其特定栖息地的适应。例如,CTD079编码了更多基因序列,像甲酸脱氢酶这样的酶增加了生物体的能量谱生成途径。CTD079其他生理特征包括增加病毒防御策略,分泌系统和特定的转运蛋白。这些重要的基因组特征表明,CTD079已经适应了开放海洋的生活。
       我们这里希望读者注意,开放的海洋环境,利用氢气作为能量来源说明海底普遍存在氢气资源这种现象,并能成为细菌生存的能量基础。
       生物适应环境是生物进化的突出优点,生物能获得代谢氢气的能力告诉我们,从低等生物进化来的高等生物,包括动物和植物,也应该保留这种能适用有氢气环境下的代谢适用潜力,就是说具有代谢氢气的可能性,或者在这些生物的基因组中保留下来代谢氢气的潜力或本来就存在未被确定的氢气代谢能力。
       研究论文通讯作者Mirjam Perner来自德国汉堡大学。
       Sass K, Güllert S, Streit WR, Perner M. A hydrogen-oxidizingbacterium enriched from the open ocean resembling a symbiont. Environ MicrobiolRep. 2020 Apr 27
 
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