研究揭秘：弧菌 FHL 基因簇多样性及高氢产的进化驱动力

《Current Microbiology》：Unexpected Diversity in Gene Clusters Encoding Formate Hydrogenlyase Complex Machinery in Vibrionaceae Correlated to Fermentative Hydrogen Production

为探究为何少数弧菌能维持 FHL 基因簇和产氢能力，研究人员开展比较基因组学等研究，发现 FHL 基因簇多样性及进化选择性压力。

　　在从黑指纹海兔（Aplysia kurodai）消化道分离出的海洋弧菌（Vibrio tritonius）中首次发现完整的 Hyf 型甲酸氢酶复合物（Hyf-FHL）基因簇。该菌是在盐条件下产氢能力超过大肠杆菌（Escherichia coli）的首个海洋细菌。然而，为何只有少数弧菌能维持 FHL 基因簇和产氢（气体）能力这一进化问题尚未得到解答。在此，研究人员利用目前已知的 16 种维持 FHL 基因簇和 / 或有产气能力的弧菌科（Vibrionaceae）物种（包括 12 种弧菌和 4 种发光杆菌）进行比较基因组学和发酵产氢分析。利用完整基因组序列进行的全基因组比较揭示了 FHL 基因簇出乎意料的多样性，至少有两种新型 FHL 基因簇。额外的发酵产氢分析和 FHL 结构建模表明，作为甲酸和 pH 稳态一部分的甲酸解毒可能是弧菌中 FHL 基因簇进化产生高氢产的选择压力之一。