海洋微生物产生的胞外囊泡

海洋蓝细菌——微小的海洋植物产生氧气和有机碳利用阳光和二氧化碳,地球的生物地球化学和营养循环的主要引擎。它们滋养其他生物体通过提供氧气和自己的体重,形成海洋食物链的基础。

现在麻省理工学院的科学家们已经发现了另一个维度所发挥的巨大作用这些微小的细胞:蓝藻不断产生和释放囊泡,球包含碳和其他营养物质,可以作为海洋生物食品包裹。

小泡也含有DNA,可能提供一种内基因转移和社区之间的相似的细菌,他们甚至可能作为诱饵偏转病毒。bet188真人

在本周发表的一篇论文在科学、博士后史蒂文•比勒教授萨利•奇泽姆(硬币),和同事报告的发现大量的细胞外囊泡与两种最丰富的蓝藻、原和Synechoccocus球藻。科学家们发现囊泡(每个直径约100纳米)悬浮在蓝藻的文化以及海水样本来自新英格兰的营养丰富的沿海水域和nutrient-sparse水域的马尾藻海。

虽然细胞外囊泡在1967年被发现,一直在研究人类细菌,这是第一个海洋中存在的证据。

“发现囊泡是如此丰富的海洋扩张的背景我们需要了解这些结构,“比勒说,科学论文的第一作者。“泡一个以前从未发现过的和未开发的组件的溶解有机碳在海洋生态系统中,他们可能是遗传和生物地球化学的一个重要工具交流在海洋中。”

计的囊泡
比勒的宏基因组分析囊泡从海水透露从多样的细菌DNA,这表明泡生产是常见的许多海洋微生物。研究人员估计囊泡的全球生产原独自住在每天十亿人——占球藻显著增加碳的稀缺营养池公海。

实验室的实验表明,该囊泡是稳定的,持续两周以上,有机碳它们包含提供足够的营养来支持中非光合细菌的生长。

鉴于公海缺乏营养,每日发布包的有机体的六分之一自己的身体是令人费解,Chisholm说。原已失去球藻中和某些化学物质的能力,取决于中非光合细菌分解的化学物质,否则作为毒素。可能是囊泡”零食包”使这种关系互利。

”原是最小的基因组球藻能从阳光和二氧化碳和有机碳的包装这个碳释放到周围的海水,“Chisholm说,李和杰拉尔丁·马丁教授环境研究在麻省理工学院土木与环境工程系和生物学系,谁是这项研究的首席研究员。“必须有一个进化优势。我们面临的挑战是要找出它是什么。”

因为小泡也含有DNA和RNA,研究人员推测,他们可以扮演一个角色在水平基因转移,意味着发展中遗传多样性和共享生态原metapopulation球藻中有用基因。

海洋诱饵
但或许最不同寻常的潜在作用的囊泡作为捕食者的诱饵:电子显微镜显示噬菌体病毒攻击细菌附着在囊泡。当一个噬菌体的DNA注射到囊泡(使得噬菌体在活细胞繁殖),它呈现噬菌体活动,根据开帐单的,谁说囊泡可以像糠发布的战斗机将导弹攻击。噬菌体与囊泡是有效的战斗中,提供一个创造性的威慑手段。

“海洋蓝细菌的属原和Synechoccocus球藻两个最丰富的光,“生物学家大卫·斯坎兰说,英国华威大学的教授并没有参与这项研究。”通过释放细胞外囊泡等的重要性,这些生物揭示粒子在地球上最大的生态系统——公海海洋碳循环的影响,水平基因转移机制,作为一个防御噬菌体攻击。”

囊泡第一次来到•奇泽姆的注意力在2008年安妮·汤普森,然后一个研究生,注意到小“水泡”表面上的原细胞球藻而使用电子显微镜。无论是她还是•奇泽姆和其他海洋生物学家看见这张照片能够识别领域。但比勒,他于2010年加入Chisholm的实验室在完成研究生学习对土壤细菌,承认其为囊泡,并开始研究导致科学论文。

除了开帐单,Chisholm,汤普森,其他合作者在纸上是佛罗伦萨Schubotz和罗杰召唤,麻省理工学院地球大气和行星科学,前麻省理工学院实验室技术员和莎拉Roggensack,现在是塔夫茨大学的一名研究生。