Как термофильные археи покинули горячие источники? Возможно, им помогла мобильная ДНК
Новое исследование проливает свет на то, как термофильные (любящие тепло) микроорганизмы, окисляющие аммиак для получения энергии, смогли перейти из горячих источников в более умеренные среды по всему миру. Первый в истории анализ ДНК современного термофильного аммиак-окисляющего организма показывает, что эволюция необходимых адаптаций могла быть облегчена высокоподвижными генетическими элементами и обменом ДНК с другими организмами.
Объект исследования: Археи из группы Thaumarchaeota — единственной ветви архей, успешно колонизировавшей огромное количество умеренных сред (океаны, почвы, листья растений, кожу человека), в то время как другие археи остаются экстремофилами.
Цель: Выяснить, как Thaumarchaeota адаптировались от горячих источников, где, вероятно, эволюционировали все археи, к более умеренным местообитаниям.
Метод: Учёные из Университета Вены выделили вид Thaumarchaeota из горячего источника в Италии (Candidatus Nitrosocaldus cavascurensis, линия Nitroscaldus) и провели секвенирование и анализ его генома.
Ключевые выводы:
- N. cavascurensis, по-видимому, представляет собой ближайшую к общему предку всех Thaumarchaeota линию.
- Его геном содержит высокоподвижные элементы ДНК и показывает следы частого обмена генетическим материалом (латерального переноса генов) с другими организмами — другими археями, вирусами и, возможно, бактериями.
Гипотеза: Способность к активному генетическому обмену могла помочь этому археону быстро эволюционировать. Эти механизмы, возможно, позволили предковым линиям Thaumarchaeota развить адаптации и в конечном итоге расселиться в умеренные среды. N. cavascurensis, судя по всему, продолжает эволюционировать через генетический обмен с соседними организмами в своём горячем источнике.
Исследование опубликовано в открытом журнале Frontiers in Microbiology.