从深海冷泉中分离出的新海洋细菌物种

研究人员从海洋海底分离出了一种具有独特特征的新海洋细菌菌株。

这项研究今天作为经过审查的预印本发表在eLife上，编辑们将其描述为一项重要的研究，它增进了我们对深海浮霉菌生理机制的理解，揭示了独特的特征，例如它是球菌纲中唯一已知的物种使用独特的出芽分裂模型的细菌。它提供了编辑们所说的令人信服的证据，证明新物种广泛参与氮同化，并与促进氮代谢的慢性病毒(噬菌体)一起生活。细菌的氮循环是释放氮以构建核酸、氨基酸和蛋白质(生命的基石)的重要过程。

“直到最近，大多数关于浮霉菌家族的研究都集中在淡水和浅海环境中的菌株，因为与采样和培养深海菌株相关的后勤困难，”主要作者、该研究所的研究员 Rikuan Cheng 说。中国科学院海洋研究所(中国北京)和海洋科学与技术国家实验室(中国青岛)。“大多数浮霉菌是使用营养不良的生长培养基分离出来的，因此我们想看看使用营养丰富的培养基是否可以培养并进一步表征这个鲜为人知的家族成员。”

为了分离这种新型细菌，研究小组从已知存在浮霉菌的深海冷泉中采集了沉积物样本，然后通过在标准生长培养基中添加抗生素利福平和氮源来促进其生长。他们在琼脂上培养这些富集的细菌，并通过基因测序进一步评估各个菌落。在这些细菌中，他们发现了一种名为 ZRK32 的菌株，它比其他细菌生长得更快，并且看起来很可能是多孔球菌属的成员。为了证实这一点，研究小组比较了该菌株与多孔球菌属其他成员之间的遗传相似性，发现它与多孔球菌属科西嘉有区别，唯一具有有效公布名称的其他物种。这表明 ZRK32 是一个新物种，研究小组建议将其命名为Poriferisphaera hetertotropicis。

为了更多地了解这个新物种，研究小组研究了它的生长和繁殖方式。他们发现，与其他浮霉菌家族成员不同，异养多孔菌在营养丰富的培养基中生长得更好，并通过出芽机制繁殖，其中亲本细胞产生长出的芽，发育成子细胞。

由于已知浮霉菌家族在氮循环中发挥重要作用，研究小组接下来探讨了异养多孔球菌是否也是如此。为了测试这一点，他们研究了不同的含氮物质——硝酸盐、氨和二氧化氮——对异养多孔球菌生长的影响。他们发现以硝酸盐或氨的形式添加氮会促进生长，而以亚硝酸盐的形式添加则会抑制生长。

他们还发现，添加硝酸盐或氨会导致新菌株释放噬菌体——一种感染细菌的病毒。噬菌体广泛分布在海洋中，可以调节宿主细菌的氮代谢。这种噬菌体——称为噬菌体-ZRK32——能够通过促进氮代谢来显着促进异养多孔球菌和其他海洋细菌的生长。尽管该团队的遗传分析表明异养多孔球菌含有代谢硝酸盐和氨所需的所有基因，但这种噬菌体的慢性感染可能有助于进一步优化氮代谢。

“我们的分析表明，ZRK32菌株是一种新物种，它在营养丰富的培养基中生长最好，并在氮存在的情况下释放噬菌体，”资深作者、中国科学院海洋研究所教授孙朝民总结道。和海洋科学与技术国家实验室。“这种噬菌体 ZRK32 是一种慢性噬菌体 ，它生活在宿主体内而不杀死宿主。我们的研究结果为浮霉菌细菌中的氮代谢提供了新的见解，并为研究浮霉菌和病毒之间的相互作用提供了合适的模型。”

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