霉菌之间:最近的多次基因转移

2019-11-29 217霉菌

在Roquefort的膏体和Camembert表面,微观丝状真菌Roquefort青霉和Camembert培尔青霉在前者中形成蓝绿色霉菌,在后者中形成所谓的“开花”。来自INRA、自然历史博物馆(MNHN)、CNRS、奥赛大学和基因视觉公司的科学家对这两种真菌的基因组进行了测序,最近令人惊讶地发现,这些基因组包含250多个完全相同的基因,从而表明这两个霉菌之间:最近的多次基因转移。这种类型的事件,到目前为止在真核生物中很少被描述,因此可能比以前认为的要普遍得多。这项研究发表在2014年1月10日的《自然通讯》杂志上。

人类施加的选择压力

经过数千年的发展,发酵食品已经产生了非常丰富和特殊的食物环境,这对相关的微生物产生了强大的选择压力,这些微生物已经迅速适应了这些新环境。这是细菌的情况(原核生物经典参与发酵),以及微观真菌,如酵母菌(用于制作面包、啤酒或葡萄酒),曲霉丝状真菌(亚洲发酵食品)和青霉菌,用于制造奶酪、熏和发酵肉类。

最近一次大规模的基因转移

所谓的物种间的水平基因转移在细菌中有很好的记录,但在真菌和其他真核生物中就少得多,尽管在酿酒酵母中这种转移的例子在最近几年已经有了描述。因此,这些转移在真核生物中是罕见的、零星的,几乎没有影响。然而,对几种青霉菌的测序表明,事实可能恰恰相反。事实上,霉菌之间:最近的多次基因转移。对两种重要的干酪真菌——Roquefort青霉和Camembert青霉的基因组进行比较,发现存在大量完全相同的序列片段,而其他基因组区域只有85-90%相似。

分子梳理技术显著提高了Roquefort青霉DNA序列组装的最终质量,该技术表明,这些片段是在一个名为Wallaby的57.5万个碱基对的大DNA片段中组装的,该DNA片段包含大约250个基因。除了所有测试的Camembert青霉菌株外,在一些产青霉素的rubens青霉菌株和奶酪环境中的其他青霉菌株中也检测到该元素的大部分。霉菌之间:最近的多次基因转移,这些不同的元素表明存在着最近(几千年)和大规模(考虑到相关的菌株和物种的数量)的基因转移。

竞争优势

这种小袋鼠的基因片段使真菌在与环境中其他微生物的竞争中具有优势。研究人员估计,它可能起源于盘尼西林,然后在人类创造的新环境中转移到其他用于发酵奶酪的物种。这个例子揭示了在选择压力的驱动下,水平基因转移在微观真菌的快速进化中可能涉及的程度。

细菌是原核生物;换句话说,它们的DNA并没有被包裹在细胞核中。酵母(单细胞真菌)和丝状真菌(霉菌)是真核微生物;换句话说,它们的DNA包含在细胞核中,细胞核由细胞膜从细胞质中分离出来。

引用

INRA - Paris. "Between Roquefort and Camembert: Multiple recent gene transfers." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 May 2014. www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140516102905.htm.

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