研究人员在非磁性细菌中发现休眠磁小体基因

由于细胞内的磁性纳米粒子链，磁性细菌可以使它们的运动与地球磁场保持一致。制造和连接这些磁小体的蓝图存储在细菌的基因中。

由拜罗伊特大学教授DirkSchüler博士和RenéUebe博士领导的国际研究小组现已首次在非磁性细菌中发现了此类基因簇。这些基因不活跃但有功能，可能通过水平基因转移进入细菌。研究结果发表在ISME杂志上。

从一个生物体到另一个生物体的基因转移被称为“水平”，而不是“垂直”遗传作为繁殖过程的一部分。在细菌领域，遗传信息的水平传递是改造现有物种或出现新物种的重要来源。控制磁小体合成能力的众多基因也可以自然水平地传递给其他细菌。

然而，到目前为止，这些基因仅在由于先前成功的基因转移而已经产生磁小体的细菌中发现。但现在，拜罗伊特微生物学家及其在匈牙利和法国的研究伙伴首次在非磁性细菌的基因组中发现了一组此类基因。

它是Rhodovastumatsumiense，它被归类为光合细菌，因为它可以利用阳光的能量进行新陈代谢。在这种细菌物种中发现的磁小体基因是不活跃的：即使在各种不同的培养条件下，也无法在实验室中诱导细胞形成磁小体。迄今为止，尚无已知的具有天然磁性的光合细菌，尽管Schüler博士教授的团队此前已通过人工基因转移成功地“磁化”了此类细菌。

“据我们所知，这是首次在非磁性细菌中检测到一整套‘沉默’基因。这可能是从另一种未知细菌获得基因后的进化早期阶段。进一步的基因组分析显示转移的基因簇很可能起源于属于甲型变形菌纲的磁性细菌。”

“未来的研究将表明这些基因是否可以在细菌的自然环境中被激活。无论如何，正如我们的结果清楚表明的那样，在实验室条件下不会发生任何激活。因此，单独存在磁小体基因并不表明磁小体生物合成实际上发生了。因此，在解释公共数据库中发现的相应基因组数据时，建议谨慎行事，”拜罗伊特大学微生物学系主任德克舒勒教授说。

研究人员还解决了为什么宿主细菌Rhodovastumatsumiense没有消除磁小体基因的问题，即使它在进化过程中没有从它们中获得任何选择优势。

“根据我们的基因组分析，我们可以解释这一点的最好方法是：基因转移可能发生在最近的进化阶段。没有必要快速消除，因为磁小体基因对宿主细菌没有破坏性影响，”解释说第一作者MarinaDziuba博士是拜罗伊特大学微生物学研究小组的长期助理研究员。

新的研究结果遵循两年前发表的一项研究。在这里，拜罗伊特微生物学家成功地将磁性细菌Magnetospirillumgryphiswaldense的全套磁小体基因引入非磁性细菌的基因组中，Magnetospirillumgryphiswaldense长期以来一直被确立为研究中的模式生物。此后不久，这些宿主细菌开始生物合成磁小体。他们显然能够表达获得的外来基因。

更多信息：MVDziuba等人，