可以在冰凍,沸騰甚至外太空的極端環境中生存的微小生物的基因組測序表明,極端生物圍繞著大量的外源DNA。
北卡羅來納大學的研究人員發現,幾乎六分子的水熊基因組,也稱為tardigrades,這意味著它起源於水熊以外的動物。
潛行,幾乎是人眼幾乎看不見的微小的八足微生物,似乎是堅不可摧的,甚至還在衛星外表面上的外太空中倖存下來。
在其基因組中發現外國DNA只是科學家在研究這些極端生物時遇到的又一意外。
“我們不知道動物基因組可以由太多的外國DNA組成,”說生物學家鮑勃·戈德斯坦(Bob Goldstein),合著者學習出現在國家科學院論文集。 “我們知道許多動物獲得了外國基因,但我們不知道它在這種程度上發生。”
研究人員說,他們在水熊基因組中發現了近6,000個基因,這些基因是外來的,主要起源於細菌,但也來自植物,真菌類型和許多單細胞微生物。
DNA不是遺傳的,而是在稱為水平基因轉移的過程中獲得的,其中DNA在物種之間交換。
研究人員認為,DNA可能會隨機交換到Tardigrade的基因組中,但是這些生物所保留的是使它們甚至可以在最嚴厲的環境中生存的原因。
“能夠在極端壓力中生存的動物可能特別容易獲得外源基因,而細菌基因可能比動物的基因能夠更好地承受壓力,”說研究第一作者和博士後研究員托馬斯·布斯比(Thomas Boothby)。
研究人員建議,在懲罰環境中的極端壓力下,例如,在延誤乾燥時,生物的DNA可能會分解成小塊。
當它們的細胞補充水分時,其膜和核(DNA所在的膜和核)可以在一段時間內變為“漏水”,從而使DNA和其他一些分子輕鬆地傳播和流出。
他們指出,碰巧的是,水熊不僅可以修復自己的DNA,而且可以收集並包括來自不同物種的外國DNA。
Boothby說,我們通常會考慮遺傳物質從一代人傳播到另一代,但是隨著水平基因轉移的理解,它為更好地理解進化過程以及如何遺傳遺傳物質提供了一個機會。
“因此,我們可以考慮生命之樹,而是可以考慮生命的網絡和遺傳物質的交叉,從分支到分支,”他說。 “所以這令人興奮。我們開始調整我們對進化如何運作的理解。”