在智利南部的巴塔哥尼亚地区,有“活岩石”。
虽然当地人这么说,但东北大学生物学和生物化学副教授Veronica Godoy Carter表示,情况比这要复杂一些
“它们实际上是数十亿年前的巨型生物膜的小山,”她说。
从长远来看,地球被认为大约有45亿年的历史,这意味着这些“岩石”——真正的细菌生物膜(一片只有几个细胞厚的细菌)——已经存在了很长很长时间
在漫长的岁月里,这些生物膜堆积并钙化成看起来像叠层石的岩石
它们早于人类,我们的灵长类祖先,甚至可能早于多细胞生命本身
现在,Godoy Carter已经对其中一个细菌菌落的基因组进行了测序,该菌落属于Janthinobacterium属,存在于土壤和水中,具有独特的紫色。这项工作发表在《微生物学资源公告》杂志上
一次巴塔哥尼亚探险戈多伊·卡特的兴奋是有感染力的。“细菌是地球上最可怕的生物。它们可以没有我们而生存,但我们不能没有它们而生存。”
她的研究重点是细菌如何适应环境的变化,特别是它们对DNA损伤的反应,以及在这种损伤下可能发生或不发生的突变
2018年,Godoy Carter带领一群东北大学的学生和研究人员前往巴塔哥尼亚进行文明对话之旅,在那里他们参观了这些“活岩”,并寻找独特的细菌。
他们发现了一种颜色鲜艳的细菌,其生物膜足够强,可以像试管上的盖子一样起作用,阻止里面的液体
分离出的Janthinobacterium Godoy Carter和她的团队也是一种极端微生物,尽管受到冷冻温度的影响,它仍然存活下来
Godoy Carter说,Janthinobacterium“使这些多细胞群落变得非常强大”。“细菌形成的这些类型的结构被认为是地球上最早的活细胞,有组织的细胞。”虽然他们的工作还处于早期阶段,但仍然有“很多有趣的事情要做”,她说。“有了生物膜,我们可以制造新的塑料、新的纺织品,也许我们可以用颜料制造纺织品,也许颜料可以防止紫外线。”
一种紫色细菌这些多细胞群落可能是追求这个属的最明显的原因,但戈多伊·卡特还有另一个原因:“我喜欢紫色,”她笑着说
“我的梦想是得到一种紫色细菌,我做到了。”
这种色素可能有助于细菌保护自己免受太阳的紫外线辐射
“下一件事是知道,我们能在分子上与原始细菌合作吗?”Godoy Carter继续说道。从外部环境中提取的细菌“很难处理,因为它们有自己的系统,实验室也不熟悉它们。它们往往会改变,会关闭。”“它们就像,‘伙计,我不会合作的。’“然而,现在Godoy Carter和她的团队已经对Janthinobacterium的基因组进行了测序,他们将能够分离出他们最感兴趣的特定基因,并可以有效地将这些基因插入其他更适合实验室的细菌中。”她说:“这种Janthino[细菌]不想合作,所以我们需要将其转移到不同的背景。“
系统生物学家将这些宿主细菌称为底盘,就像可以安装其他零件的汽车框架一样。”Godoy Carter说。“我们需要找到一个好的底盘。我认为我们有一个。“
Godoy Carter说,她的整个探险队都对这一发现以及他们在实验室中的发现感到兴奋。同一批本科生研究人员——以及陪同她前往巴塔哥尼亚的其他人——在美国与Janthinobacterium合作。
她说,学生们“觉得他们正在为科学做出贡献——他们确实如此”
Provided by Northeastern University
2025-03-15
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