科研人員提出微生物趨磁性古老單起源新模型

中科院地質地球所地球與行星物理重點實驗室生物地磁學研究團隊研究員林巍、潘永信等，聯合澳大利亞國立大學和美國內華達大學拉斯維加斯分校的合作者，開展了迄今規模**、跨越南北半球的趨磁細菌多樣性和宏基因組研究。相關研究成果近日發表在《國際微生物生態學會會刊》。該研究受國家自然科學基金創新研究群體、中科院重點部署項目、中科院青年創新促進會等項目資助。

林巍告訴《中國科學報》記者，對趨磁細菌的研究不僅有助于認識生物趨磁性和生物礦化的起源和演化，而且對于理解高等生物，甚至人體內類似的感磁過程和機理等具有重要意義。

目前關于趨磁細菌的起源和演化一直存在爭論，近年來磁小體基因簇的發現，為深入研究和認識趨磁細菌的分類、起源和演化提供了可能。

研究團隊結合對公共數據庫中已發表微生物基因組數據的篩選，共獲得了28條、分屬于3個細菌門類的環境趨磁細菌的基因組草圖，**發現了屬于ζ-變形菌綱和λ-變形菌綱的趨磁細菌，確認了原先劃分為α-變形菌綱的趨磁球菌應為一個獨立的新綱——η-變形菌綱。同時，他們進一步對獲得的磁小體基因簇進行系統發育研究和對比分析，發現調控Fe3O4和Fe3S4磁小體合成的核心基因具有共同的起源，垂直基因傳遞是其演化的主要驅動力，不支持多起源模型和水平基因傳遞模型。

基于上述研究，研究團隊提出了微生物趨磁性古老單起源的新模型。“我們認為趨磁細菌的共同祖先在地質歷史早期的太古代已經起源，在隨后的演化中一部分微生物逐漸丟失磁小體基因簇成為不能趨磁的微生物，而在另一部分類群中磁小體基因簇保留下來并在演化中發生譜系特異性變化，逐漸形成了種類多樣且在系統發育樹上呈不連續分布的現生趨磁細菌。” 林巍表示。