编辑推荐：
为探究玄武岩熔岩管环境的遗传能力，研究人员从熔岩床国家纪念碑的金球洞分离出潜在新红杆菌科（Rubrobacteraceae）属成员，对其进行基因组测序分析。结果发现该菌株可能是兼性厌氧异养菌，这有助于揭示熔岩管环境微生物的奥秘。
熔岩床国家纪念碑（Lava Beds National Monument）有许多火山构造，比如与火星上类似的玄武岩熔岩管。金球洞（Golden Dome）就是这样一个洞穴，由约 36000 年前药湖火山（Medicine Lake volcano）的熔岩流形成。2022 年 5 月 10 日，研究人员无菌采集了金球洞洞壁的岩石样本，冷冻后运往乔治城大学（Georgetown University），并储存在 - 80°C 环境下直至分析。
样本先进行化学裂解预处理：取约 250mg 样本，加入 400μL 2× 磷酸盐缓冲液（PBS）、25μL 元聚酶（metapolyzyme，货号 MAC4LDF - 5 X1VL）和 250μL ZymoBIOMICS DNA 小提试剂盒裂解液，涡旋 10 秒。混合物在 35°C 孵育 2 小时，每 30 分钟涡旋 10 秒。随后加入 15μL 蛋白酶 K，在 55°C 再孵育 1 小时。利用 ZymoBIOMICS DNA 小提试剂盒（货号 D6035）的 4 - 11 步从裂解样本中提取 DNA。
用 3.12ng DNA 构建配对末端文库，借助 Illumina 的 Nextera XT DNA 文库制备试剂盒和 Illumina DNA/RNA 通用标签（UD Indexes），在 NovaSeq 平台测序，得到 5017368 条 150bp 的读数。使用 Trimmomatic 0.39 版本去除接头和低质量碱基，剩余 5015316 条读数。运用 SPAdes 基因组组装器 4.0.0 版本（metaSPAdes 模式）进行组装，并用 bbtools 39.08 版本筛选出长度至少为 500bp 的序列。通过 MetaBat2 2.17 版本生成基因箱（bins），用 CheckM 1.2.3 版本进行质量检测，使用 anvi’o 8 版本分析。利用京都基因与基因组百科全书（KEGG）KOfam 和蛋白质直系同源簇（COG）数据库注释，借助 GTDb - tk 2.4.0 版本进行分类学鉴定，除非另有说明，所有工具均采用默认参数。
有一个长度为 2434521bp 的基因箱，与宏基因组的比对率为 7.10%，包含 147 个重叠群（contigs），N50为 24326bp ，经 Prodigal 鉴定有 2578 个开放阅读框（ORFs），GC 含量为 64.985%，完整度为 89.04%，污染度为 1.84%。共鉴定出 1 个 16S rRNA 基因和 39 个 tRNA 基因，GTDb - tk 将这个宏基因组组装基因组（MAG）归类为红杆菌科成员。其 16S rRNA 基因与 SILVA 数据库比对时未分类，与美国国立生物技术信息中心（NCBI）的 16S rRNA 数据库比对，与耐辐射红杆菌（Rubrobacter radiotolerans）菌株 P 1（登录号 NR_029191.2）相似度最高，为 94.12%，所以这个 MAG 很可能属于红杆菌科的一个新属。
基于基因注释，这个 MAG 可能是兼性厌氧异养菌，具有完整的糖酵解、丙酮酸氧化和乙醛酸循环途径。存在一些叶绿素生成基因，还有一个不完整的还原戊糖磷酸循环模块，与其他红杆菌科成员类似。
这个 MAG 还具有一些甲基营养特征，包括 mer 基因（5,10 - 亚甲基四氢甲烷蝶呤还原酶），该基因在古菌的产甲烷和甲基营养过程中用于降解甲氧基化芳香化合物，不过已知其他细菌也会利用甲氧基化芳香化合物来保存能量。此外，这个 MAG 能够合成因子 420，可能用于产生次级代谢产物或抗生素。研究人员还在这个 MAG 中鉴定出多种应激反应基因，包括应对氧化应激、紫外线应激、渗透应激、干燥和孢子形成的 ORFs。
