微生物無(wú)處不在 - 在人類(lèi)中它們保護(hù)我們免受有害細(xì)菌的侵害并幫助我們消化食物; 在土壤中，它們提供營(yíng)養(yǎng)并促進(jìn)植物生長(zhǎng)。微生物甚至生活在海底下的沉積物中，它們?cè)谒律鷳B(tài)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。

科學(xué)家們每年使用DNA測(cè)序技術(shù)鑒定和鑒定更多的微生物。隨著每個(gè)新物種的測(cè)序，科學(xué)家們將其添加到微生物“生命之樹(shù)”中，創(chuàng)建了一個(gè)虛擬的人口普查。

原來(lái)這不是一件容易的事。為了正確看待事物，科學(xué)家們不確定甚至存在多少微生物。估計(jì)差異很大，從數(shù)百萬(wàn)到數(shù)萬(wàn)億不等。

今年早些時(shí)候在UD完成博士后工作的特拉華大學(xué)教授Jennifer Biddle和Rosa Leon-Zayas最近在環(huán)境微生物學(xué)雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了有關(guān)被稱(chēng)為Parcubacteria的微生物的新細(xì)節(jié)。

在深海挑戰(zhàn)探險(xiǎn)期間，詹姆斯卡梅隆在馬里亞納海溝的挑戰(zhàn)者深處地區(qū)收集的沉積物樣本中發(fā)現(xiàn)了Parcubacteria。Leon-Zayas的博士顧問(wèn)，斯克里普斯海洋學(xué)研究所的Doug Bartlett是探險(xiǎn)隊(duì)的首席科學(xué)家。

“從科學(xué)的角度來(lái)看，Challenger Deep是從海洋最深處采集樣本的寶貴機(jī)會(huì)，”該論文的主要作者，現(xiàn)任威拉米特大學(xué)助理教授的Leon-Zayas說(shuō)。

傳統(tǒng)上，科學(xué)家通過(guò)在培養(yǎng)皿和燒杯中種植和研究微生物來(lái)了解它們的工作原理。直到DNA測(cè)序進(jìn)展到包括分離和測(cè)試環(huán)境樣品(如土壤或沉積物)中存在的微生物的能力，科學(xué)家才意識(shí)到他們已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了大部分細(xì)菌，現(xiàn)在被稱(chēng)為候選植物輻射(CPR)。

在陸地上的一些地方的地下水和淺層沉積物中可以看到一組稱(chēng)為Parcubacteria的CPR微生物，但它只是在來(lái)自Rifle，Col。附近的含水層的沉積物樣品中進(jìn)行了深入研究。

當(dāng)Cameron 在溝槽底部收集沉積物樣本時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多不同種類(lèi)的Parcubacteria也存在于那里。

“我們有興趣了解生活在海底的微生物是否與生活在科羅拉多州Rifle的土壤中的微生物具有相同的生活方式，”地球，海洋和海洋學(xué)院的海洋微生物學(xué)家兼副教授比德?tīng)栒f(shuō)。環(huán)境學(xué)院海洋科學(xué)與政策學(xué)院。

Leon-Zayas使用分選技術(shù)將微生物細(xì)胞與沉積物顆粒分離，以便科學(xué)家可以擴(kuò)增和測(cè)序微生物DNA。然后研究人員描述了個(gè)體微生物基因組?；贒NA基因組中存在的基因，這些基因定義了細(xì)胞能夠代謝的能力 - 科學(xué)家們可以推斷細(xì)菌正在做什么。

這種基因組測(cè)序表明，來(lái)自深海的Parcubacteria具有相當(dāng)簡(jiǎn)單的代謝; 但是基因組大于它們的陸地表親，甚至還有一些額外的功能。特別地，這些特征表明細(xì)菌可能能夠進(jìn)行無(wú)氧呼吸，使用硝酸鹽等物質(zhì)來(lái)代替氧氣。

Parcubacteria似乎也有更多與寒冷環(huán)境相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶，因?yàn)镸ariana Trench的底部是冷的和黑暗的，所以并不奇怪。

“有意義的是，海底生物可能必須更加自給自足。環(huán)境極端，沒(méi)有那么多的食物，”比德?tīng)栒f(shuō)。

雖然這一發(fā)現(xiàn)為微生物家族樹(shù)增添了新的分支，但仍有許多未解決的問(wèn)題。

根據(jù)Biddle的說(shuō)法，他是最近獲得Keck基金會(huì)資助以深入研究微生物研究的UD團(tuán)隊(duì)的一員，DNA測(cè)序揭示了十年前未知的巨大微生物學(xué)領(lǐng)域。

她說(shuō)，快速的技術(shù)開(kāi)發(fā)是該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵，從能夠?qū)⒖茖W(xué)家運(yùn)送到海溝底部的潛水器的開(kāi)發(fā)，到流動(dòng)細(xì)胞儀等新的復(fù)雜儀器，幫助科學(xué)家對(duì)最微小的分類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)，排序和分析。生物。

然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的越多，他們就越能意識(shí)到要學(xué)習(xí)。

“這是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的一個(gè)巨大領(lǐng)域，”比德?tīng)栒f(shuō)。