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极端环境下的生命密码:Lassen火山国家公园Saccharolobus solfataricus S441菌株全基因组解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月24日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7
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来自波特兰州立大学的研究团队完成了极端嗜热古菌Saccharolobus solfataricus S441菌株的全基因组测序(CP160827.2)。该菌株分离自美国Lassen火山国家公园83.6°C、pH 2的酸性热泉,基因组全长2,766,550 bp(GC含量35.7%),包含3,031个基因。研究通过纳米孔测序技术(ONT R10.4.1)和Flye组装获得完整环状基因组,其与近缘菌株P1的ANI值达98.63%,为研究古菌极端环境适应机制及病毒-宿主互作(如梭状病毒fuselloviruses)提供了重要资源。
在魔鬼厨房(Devil’s Kitchen)沸腾的酸性热泉中,隐藏着一种堪称"生命炼金师"的极端嗜热古菌——Saccharolobus solfataricus S441。这个来自美国Lassen火山国家公园(坐标40.4333°N 121.6936°W)的微生物勇士,能在83.6°C高温和pH 2的强酸环境中悠然自得。研究人员采用牛津纳米孔技术(Oxford Nanopore Technologies),通过R10.4.1流动槽和Dorado碱基识别系统,成功破译了其2,766,550碱基对的完整基因组密码。
这个环状基因组藏着3,031个基因宝藏,包括2,979个蛋白编码序列(CDSs)、3类核糖体RNA(5S/16S/23S rRNA)和47个转运RNA(tRNA)。特别引人注目的是5个CRISPR防御阵列,暗示着它与噬菌体(如梭状病毒fuselloviruses)持续上演的"军备竞赛"。通过FastANI分析发现,它与近亲菌株P1的基因组相似度高达98.63%,堪称古菌界的"双胞胎兄弟"。
从采样到测序充满科技趣味:研究人员先用碳酸钙中和热泉样本(pH 2→5),在80°C的硫磺矿培养基(Sulfolobus medium)中驯养5天,最终在1%结冷胶(Gelrite)平板上获得纯培养。DNA提取过程犹如"分子烹饪"——用含十二烷基肌氨酸钠(sarcosine)和Triton X-100的裂解液处理细胞,再经过酚-氯仿"鸡尾酒"萃取和乙醇沉淀,最终获得高质量DNA。
这项发表于GenBank(登录号CP160827.2)的研究不仅丰富了极端微生物基因库,更为探索生命在高温强酸环境下的生存策略(如DNA修复、膜稳定性维持)提供了黄金标准。毕竟,能在地球"恶魔厨房"里活得滋润的生物,或许掌握着生命起源与外星生命探测的关键线索。
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