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        細(xì)菌發(fā)現(xiàn)解決了20年的分子古生物學(xué)之謎
        
			
        
				2019-01-07 08:52:21
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        被認(rèn)為是開花植物獨(dú)特的脂肪分子已經(jīng)從亞得里亞海撇去的細(xì)菌中出現(xiàn)。這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)解決了20年前的古生物學(xué)謎團(tuán)，并可能影響科學(xué)家如何解釋這種分子在生態(tài)記錄中的存在。一旦它表明土地和開花植物的存在，它可能表明海洋或淡水棲息細(xì)菌。所討論的分子，異柴油醇，是脂肪分子或脂質(zhì)，其唯一已知的生物來源是某些開花植物或被子植物。出于這個(gè)原因，當(dāng)?shù)刭|(zhì)生物學(xué)家檢測到異丙醇時(shí)，他們認(rèn)為開花植物曾在那個(gè)地方繁盛過。
        

        細(xì)菌發(fā)現(xiàn)解決了20年的分子古生物學(xué)之謎
        

        “Arborinol脂質(zhì)可以在沉積巖中保存數(shù)百萬年，因此它們可以起到'分子化石'的作用，可以告訴我們地球早期生物和環(huán)境的類型，”該研究的共同作者Paula Welander說道，他是地球生物學(xué)家。斯坦福大學(xué)地球能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院。
        

        然而，在20世紀(jì)90年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了來自德國的古代沉積物中的異冰片醇化石痕跡，其歷史可以追溯到二疊紀(jì)和三疊紀(jì)時(shí)期 - 大約在1億年前開花植物出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們推測，這些脂質(zhì)的微生物來源還必須存在，但是沒有人發(fā)現(xiàn)支持這種假設(shè)的證據(jù) - 直到現(xiàn)在。
        

        在12月26日發(fā)表于美國國家科學(xué)院院刊的新研究中，Welander和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)代海洋細(xì)菌(Eudoraea adriatica)，它先前從亞得里亞海分離出來，產(chǎn)生兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)。類似于異丙醇。
        

        “我們稱之為eudoraenol和adriaticol的脂質(zhì)是以前從未見過的全新分子，”Welander說。“它們是30年來第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的新的arborinol脂質(zhì)，也是第一個(gè)在植物界外被發(fā)現(xiàn)的脂質(zhì)。”
        

        由于在地球早期的沉積物中發(fā)現(xiàn)了arborinol脂質(zhì)，因此更好地了解它們的生成方式可能會改變古生物學(xué)家對化石記錄的解釋。“如果在古代湖泊的沉積物巖心中發(fā)現(xiàn)這些脂質(zhì)，那么問題是，它們是否代表了開花植物的陸地輸入，或者實(shí)際上是否存在生產(chǎn)低氧環(huán)境的湖泊細(xì)菌?” 韋蘭德說。
        

        她補(bǔ)充說，其影響超越了地球生物學(xué)。了解某些脂質(zhì)生成背后的化學(xué)反應(yīng)可以幫助科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中更好地合成類似的結(jié)構(gòu)。“我們對這些蛋白質(zhì)的生物化學(xué)研究有助于我們理解具有臨床或生物技術(shù)意義的新化合物的合成，”Welander說。
        

        除了由完全不同的生物體產(chǎn)生之外，制備脂質(zhì)所需的細(xì)菌蛋白質(zhì)似乎也是獨(dú)特的。“被子植物和細(xì)菌在系統(tǒng)發(fā)育上形成了獨(dú)特但非常相似的酶來產(chǎn)生這些脂質(zhì)，”Welander說。
        

        Welander實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)表明，產(chǎn)生細(xì)菌脂質(zhì)的蛋白質(zhì)在進(jìn)化意義上與在開花植物中產(chǎn)生異丁醇的蛋白質(zhì)無關(guān)。這很重要，因?yàn)樗C明了微生物沒有從植物中獲得這種蛋白質(zhì) - 例如通過水平基因轉(zhuǎn)移 - 而是進(jìn)化出獨(dú)立制備arborinols的能力。Welander說：“這也增加了人們對巖石記錄中的arborinols以及現(xiàn)代環(huán)境可能來自細(xì)菌來源的想法的可信度。”
        
			

			
          
        
			
        
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