- 분류 수준에서 새로운 지하 박테리아의 세계 최초의 문화 "Phyll"레벨
- 다른 증식 박테리아가 방출하는 셀룰러 성분을 사용하여 중요한 활동 유지
- 지하 구체와 같은 무산소 환경에서 미생물 생존 전략을 설명하는 데 기여합니다
균주를위한 새로 발견 된 에너지 절약 전략 IA91
일반적으로 박테리아에는 바카라 사이트의 모양을 유지하는 바카라 사이트벽이 있습니다 그것은 새로운 바카라 사이트벽을 곱하고 합성하기 위해 에너지를 소비하고;
셀 벽그것의 일부를 분리
Muropeptide재사용 (MP) 균주 IA91은 다른 박테리아에 의해 재활용 된 MP를 통합하여 자체 바카라 사이트벽을 합성하는 데 사용합니다 바카라 사이트벽 합성에 관여하는 에너지 소비는 상당히 감소 될 수 있지만,이 공급이 없으면 바카라 사이트벽을 합성 할 수 없으며, 막대와 같은 바카라 사이트 모양 (현미경 사진의 왼쪽)이 붕괴되어 구형 (오른쪽)이되어 죽음으로 이어집니다
수석 수석 수석 연구원 카타 야마 야스키 (Katayama Yasuki), 지구 자원 및 환경 연구 부서, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "AIST"라고 불림), 생물학적 프로세스 연구 부서 부국장, 생물학적 연구 부서, 노부 히 연구 부국장, 일본 국제장, 그리고 일본의 국방부 및 발전 국, Jeo Co, Ltd는 국내 천연 가스 분야의 깊은 지하에서 파생 된 퇴적물과 형성 물에서 새로운 박테리아 (IA91 변형률)를 성공적으로 배양하고 에너지 원이 열악한 극한 환경에서 생존하기 위해 숙련 된 에너지 절약 생존 전략을 발견했습니다
구조 IA91은 전 세계의 바다와 산소가없는 환경에서 널리 발견되는 "Marine Group A"라는 그룹에 속합니다 우리는 약 4 년 동안 문화를 위해 일했으며, 세계에서 처음 으로이 박테리아 그룹을 성공적으로 격리했습니다 우리는 IA91 균주가 바카라 사이트 생존으로 이어지는 중요한 바카라 사이트 성분 인 바카라 사이트벽의 합성을 다른 박테리아에 직접 이끌어내는 바카라 사이트벽의 합성을 맡겨 바카라 사이트를 구축하는 데 필요한 에너지를 크게 감소시키는 생태학이 있음을 발견했습니다 또한,이 새로운 에너지 절약 기술은 해양 A의 공통 조상에서도 발견되었으며, 에너지 원이 열악한 무산소 환경에서 생존에 효과적임을 시사합니다 이 결과는이를 달성하는 데 사용 된 주요 단면 클래스 "종"입니다게이트"의 수준에서 새로운 박테리아의 성공적인 배양은 미생물이 깊은 지하와 같은 극단적 인 환경에서 어떻게 생명을 유지하는지에 대한 기본적인 질문의 일부를 보여줍니다
이 연구의 세부 사항은 2024 년 6 월 3 일에 제공 될 예정입니다자연 미생물학"에 게시 됨
육안으로 미생물은 육안으로 관찰 될 수 없으므로 실험실에서 배양하고 재배하여 자신의 특성을 찾아야합니다 그러나 지구상의 다양한 환경에 사는 대부분의 미생물은 인위적으로 배양되지 않았습니다 알려지지 않은, 배양되지 않은, 미사용 미생물을 배양하고 그들의 특성을 명확하게함으로써, 우리는 지구의 활동을 지원하는 환경 미생물의 활동을 이해하고 지구 환경의 보존과 지구 자원의 안전하고 효율적인 사용을위한 중요한 지식을 얻을 수 있습니다 예를 들어, 지하 환경에서 미생물 활동에 대한 이해는 천연 가스 자원의 사용과 새로운 미생물 자원의 개발로 이어질 것으로 예상됩니다
지하 퇴적물 환경에서 유기물은 미생물에 의해 메탄으로 전환되고 천연 가스로 묻힌다 AIST의 지질 조사 센터와 생명 공학 분야는 천연 가스 및 유전에서 미생물의 활동을 명확히하기 위해 협력하고 있습니다 미생물 환경에 비해 미생물 활동에 필요한 에너지 원이 심각하게 부족한 지하 환경에서 미생물이 어떻게 작동하는지에 대한 과학적 질문에 대한 반응으로, 우리는 미생물 사이의 상호 작용이 극단적 인 환경에서 핵심이라고 생각하므로, 우리는 천연 가스에서 퇴적물과 형성수를 사용하여 지하 박테리아를 재배하여 지하 박테리아를 재배하고 사용했습니다
이 연구 중 일부는 과학 연구를위한 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술부의 지원으로 수행되었습니다
이번에는 미생물 사이의 상호 작용을 사용하는 전략적 배양 방법을 사용하여, 우리는 지하 퇴적물에서 Shinphylum 박테리아 균주 IA91을 성공적으로 재배하고 일본의 천연 가스 분야에서 유래 한 지층 물 균주 IA91의 완전한 게놈 서열의 분석은이 박테리아가 해양 그룹 A 인 것으로 밝혀졌다 (일명 SAR406,camarinimicrobia) (분류 클래스의 "phyla"에 해당)라는 문화가없는 그룹에 속한 것으로 밝혀졌다 이것은 AIST가 새로운 Phylum을 나타내는 표준 균주 인 AIST를 재배 한 세계에서 네 번째 예입니다 (사례 1 ~ 3 :라이브 바카라 : 생명의 새벽에 분기 된 알려지지,바카라 하는 법 AIST : 새로운 "Gate",2020 년 12 월 14 일에 AIST Press의 애니메이션) Marine Group A는 유전자 정보 분석을 통해 1993 년에 확인되었으며 전 세계의 해양 및 산소가없는 환경 (지하 및 퇴적물 환경)에서 광범위하게 사는 것으로 알려져 있습니다 그러나이 그룹의 박테리아 사례는 실험실에서 배양되는 경우가 없었으며, 유전자 발견에서 현재 문화의 획득에 이르기까지 약 30 년 동안 생물학적 특성은 명확하지 않았다
10953_11227interus 압력로 인해 바카라 사이트가 구형이되는 것으로 알려져 있습니다 이것은 IA91 균주가 바카라 사이트벽 자체를 합성 할 수 없으며, 다른 박테리아의 배양액에 함유 된 바카라 사이트벽 성분을 통합함으로써 막대-유사 바카라 사이트 및 증식을 형성한다는 것을 시사한다 실제로, 바카라 사이트벽을 염색 할 때,로드-유사 바카라 사이트는 검출되었지만, 구형 바카라 사이트는 검출되지 않았다 (도 1) 또한, 균주 IA91의 게놈 서열을 조사 할 때, 바카라 사이트벽을 구성하는 당 및 아미노산의 합성에 필요한 유전자가 부족한 것으로 밝혀졌다 따라서, 배양 실험에서, 우리는 바카라 사이트벽을 설탕과 아미노산으로 구성하는 요소를 분해 한 바카라 사이트를 제공했지만 IA91 균주는 구형 형태로 변형되어 증식되지 않았다 IA91 균주가 성장을 나타내는 유일한 막대-유사 물질은 바카라 사이트벽의 단편 인 Muropeptide (MP)라는 물질이었다 또한 MP가 유래 한 박테리아 종과 관련이 없다는 것을 발견했습니다 박테리아는 일반적으로 바카라 사이트벽을 반복적으로 합성하고 분해함으로써 증식한다 이 시점에서, 바카라 사이트벽을 MP로 분해 한 다음 바카라 사이트로 다시 비교하여 바카라 사이트벽 합성으로 재활용하는 것으로 알려져 있습니다 IA91 균주는 다른 박테리아가 재활용되어야한다는 MP로부터 빌려서 자신의 바카라 사이트벽을 합성하는 데 사용했습니다 (그림 다이어그램)
그림 1 IA91 균주 (상단) 및 냉동 전자 현미경 사진 (하단)의 바카라 사이트 모양 및 내부 구조를 보여주는 형광 염색 사진
바카라 사이트벽의 염색은 구형 바카라 사이트를 전혀 얼룩지게하지만 구형 바카라 사이트는 전혀 얼룩 지지만, 형태는 바카라 사이트벽의 존재 또는 부재에 따라 변화한다는 것을 시사한다
현장 방출 냉동 전자 현미경(Cryo Arm
TM300 II)를 사용하여, 우리는 세계에서 가장 높은 해상도에서 자연 상태에 가까운 바카라 사이트의 바카라 사이트벽을 직접 관찰하며, 외부 막 (OM)과 내부 막 (IM) 사이에 존재 해야하는 바카라 사이트벽 층이 없기 때문에 IA91 균주가 매우 얇은 바카라 사이트벽을 가질 수있는 것으로 추정 될 수 있습니다
근처에 증식 된 박테리아가 없다면, 바카라 사이트벽이없는 균주 IA91의 구형 바카라 사이트는 터무지를 견딜 수 없어 바카라 사이트가 팽창하고 결국 죽을 수 있습니다 이 치명적인 위험과 교환했던 것은 무엇입니까? 게놈 서열 정보로부터 추론 된 바카라 사이트벽 합성에 대한 화학 반응 경로에 기초하여, 바카라 사이트벽을 처음부터 합성하는 것보다 다른 박테리아로부터 얻은 MP를 통합하고 사용함으로써 합성에 필요한 에너지가 70%감소 될 수 있다고 계산 하였다 또한, IA91 균주는 바카라 사이트벽 (예 : 바카라 사이트막을 구성하는 지방산) 및 에너지 공급원뿐만 아니라 폐기물없이 과정에서 생산 된 부산물 (락트산)을 사용하는 바카라 사이트벽 (예 : 바카라 사이트막을 구성하는 지방산) 이외의 바카라 사이트 성분에 포함 된 MP를 이용할뿐만 아니라 폐기물을 사용하는 것으로 밝혀졌다
anoxia (혐기성 환경에서)에서 산소 호흡과 비교하여발효매우 작은 방식으로 에너지를 얻는 대사 패턴입니다 지하 및 산소 이용 가능성과 같은 환경에 사는 박테리아 (즉, 균주 IA91)의 경우, 위에서 언급 한 에너지 절약 기술은 실제 생존에 매우 효과적인 것으로 간주됩니다 대규모 게놈 정보에 기초한 진화 분석은 IA91 균주가 보유한 MP 차입 전략 이이 박테리아가 속한 해양 그룹 A의 공통 조상을 가질 수 있음을 시사한다 해양 그룹 A의 진화 동안, 혐기성이고 에너지 원이 부족한 환경에 사는 그룹은 다른 박테리아에 바카라 사이트벽을 합성하기 위해 다른 박테리아에 의존했으며, 호기성 환경으로의 서식지 확장을 한 그룹은 바카라 사이트벽 자체를 합성하는 경로를 따르고 있습니다 (그림 2)
그림 2 : 해양 그룹 A의 진화와 바카라 사이트벽 합성 및 에너지 대사 사이의 관계
해양 그룹 A의 공통 조상에서 파생 된 5 개의 그룹 중에서, 균주 IA91 그룹의 대부분 (핑크)과 다른 두 그룹 (오렌지와 녹색)은 바카라 사이트벽을 합성 할 수 없습니다 또한, 세 그룹 모두 혐기성 환경에 살고 에너지 혐기성 (산소를 사용하지 않고)을 획득합니다 반면, 노란색과 연한 청색기는 산소를 호흡하고 충분한 에너지를 얻고 바카라 사이트벽 자체를 합성 할 수 있습니다 바카라 사이트벽 합성에 관여하는 유전자의 분석에 기초하여, 공통 조상 (파란색)은 혐기성 에너지 대사를 가졌으며 바카라 사이트벽을 합성 할 수없는 것으로 추정되었다 IA91 균주 외에, 분석은 환경에서 직접 얻은 배양되지 않은 미생물로부터 유래 된 게놈 서열 정보를 사용하여 수행되었다
지하에 사는 Shinphyllus 박테리아의 IA91 균주를 성공적으로 배양 한 후 이번에는 공개되었다는 사실은 지하의 에너지 원이 극도로 부족한 가혹한 환경에서도 영리하고 굵은 에너지 절약 전략을 사용하여 생명을 유지하고 생존하는 가혹한 환경에서도 알려지지 않은 이미지입니다 동시에,이 발견은 지하 천연 가스 자원의 형성에 영향을 미치는 미생물 활동에 대한 이해로 이어진다 또한, 이번에 얻은 결과에 기초하여, 다른 박테리아에 의해 방출 된 바카라 사이트 성분을 사용하여 알려지지 않은 미생물을 배양하는 방법을 확립함으로써, 환경에서 알려지지 않은, 사용되지 않은 미사용 미생물 자원을 개발하는 데 상당한 기여를 할 것으로 예상된다
게시 된 잡지 :자연 미생물학
논문의 제목 : 해양 그룹 A 분리 물은 바카라 사이트 벽 형성을 위해 다른 성장하는 박테리아에 의존합니다
저자 : Taiki Katayama, Masaru K Nobu, Hiroyuki Imachi, Naoki Hosogi, Xian-ying Meng, Kana Morinaga, hideyoshi Yoshioka, Hiroshi A Takahashi, Yoichi Kamagata, Hideyuki
doi : 101038/s41564-024-01717-7