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        基因組研究挑戰(zhàn)了之前對光合作用起源的理解
        
			
        
				2018-12-19 10:27:33
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        勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)的植物生物學(xué)家與加州理工學(xué)院(加州理工學(xué)院)的同事合作，重建了光合作用的進(jìn)化歷史，為其起源的尚未展開的故事提供了新的見解。最常研究的光合作用形式是含氧光合作用，即植物利用太陽光將水轉(zhuǎn)化為氧氣的方法。然而，進(jìn)一步研究不產(chǎn)生氧氣的無氧光合作用對于了解早期微生物代謝如何影響地球的地球化學(xué)循環(huán)至關(guān)重要“光合作用支持我們星球上的大部分生命;然而，我們對這種重要的新陳代謝的進(jìn)化知之甚少，”伯克利實(shí)驗(yàn)室環(huán)境基因組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)部的博士后研究員Patrick Shih解釋說，他是最近一項(xiàng)研究的共同第一作者。在美國國家科學(xué)院院刊上發(fā)表的題為“3-羥基丙酸自行車的演變和最近將無氧光合作用轉(zhuǎn)移到Chloroflexi中”。加州理工學(xué)院地球生物學(xué)教授伍德沃德菲舍爾也是該研究的共同第一作者。
        

        基因組研究挑戰(zhàn)了之前對光合作用起源的理解
        

        據(jù)認(rèn)為，在氧氣光合作用之前，無氧光合作用進(jìn)化，在大氣氧氣上升之前，在地球上生命的一些最早證據(jù)中發(fā)揮作用。“人們普遍猜測，一種叫做Chloroflexi的特殊細(xì)菌群是無氧光合作用的發(fā)明者，”Shih說。“我們研究了不同Chloroflexi的基因組，并使用系統(tǒng)發(fā)育學(xué)來證明這個群體不可能是光合作用的最初發(fā)明者之一。”
        

        研究人員利用比較基因組學(xué)和分子鐘分析相結(jié)合的方法，確定了Chloroflexi門的光養(yǎng)營養(yǎng)成員最近進(jìn)化為含氧光合作用的祖先，這一過程大約在23億年前發(fā)展。相比之下，人們發(fā)現(xiàn)Chloroflexi根本沒有先于這個過程，大約有8.67億年前發(fā)展過。“我們使用系統(tǒng)發(fā)育方法來估計(jì)何時發(fā)生進(jìn)化事件，特別是分子鐘分析。分子鐘是一種觀察蛋白質(zhì)分子進(jìn)化速率的方法，然后可以使我們對特定事件何時發(fā)生進(jìn)行估計(jì)，”Shih解釋。“我們用這種方法來了解Chloroflexi門的光養(yǎng)營養(yǎng)成員何時進(jìn)化。傳統(tǒng)上認(rèn)為Chloroflexi是我們所知道的最古老的光養(yǎng)系譜之一。但是，我們的分子鐘分析顯示這個群體實(shí)際上比以前更年輕。建議“。
        

        該研究僅僅是確定重要微生物代謝的年齡和作用以及確定光養(yǎng)的最初發(fā)明者的起點(diǎn)。“我們已經(jīng)證明，我們可以通過新的基因組學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育工具重新審視幾十年來一直存在的舊問題，”Shih補(bǔ)充道。“這項(xiàng)研究致力于理解光合作用的起源，并強(qiáng)調(diào)我們對驅(qū)動地球的主要新陳代謝的歷史知之甚少。”
        
			

			
          
        
			
        
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