ISME | 深海热液喷口环境中未培养微生物中的碳固定功能基因RubisCOs

推荐:江舜尧

编译:jiee

编辑:小菌菌

德国基尔海洋研究中心地质微生物学Mirjam Perner团队于2019年6月10日在微生物生态顶级期刊The ISME Journal发表题目为《Seeking active RubisCOs from the currently uncultured microbial majority colonizing deep-sea hydrothermal vent environments》的文章,该研究基于功能基因活性筛选绕过了微生物培养的瓶颈,为未培养微生物功能基因的研究提供了重要参考价值。
文章摘要
地球上几乎所有的无机碳都是通过卡尔文循环(CBB)转化为生物量的。CBB循环的中心羧化反应是由核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RubisCO)催化的,RubisCO存在于许多初级生产者中,包括植物、藻类、蓝藻和许多自养细菌。虽然RubisCO在全球生物量生产中起着至关重要的作用,但它并不是一个完美的催化剂。因此,作者研究的兴趣在于充分开发RubisCOs的潜力。作者开发了一种基于活性的筛选方法,可以在不依赖于培养宿主的情况下,从环境中寻找具有活性的重组RubisCOs。本研究中,作者把这种方法应用于从6个培养的变形杆菌中筛选出的20个基因组fosmid克隆,以证明系统发育不同的RubisCOs均可以作为靶点。然后从6个不同的热液喷口中筛选了12500个宏基因组fosmid克隆,并鉴定出了40个具有活性的RubisCO。基于序列筛查的方法发现了另外8个RubisCO,也可以通过该方法检测到活性,其中7个来自未培养的古菌。这表明了即使是在未培养微生物中,基于活性筛选的方法在检测RubisCO酶方面仍极具潜力。

文中重要图片说明:

图1 | 实验设计概述。

图2 | RubisCO基因的分类。

图3 | 评价筛选出的RubisCO的排布及活性。

图4 | 宏基因组fosmid克隆中RubisCO的活性。




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