最近,,EBI的研究人員改變了我們對(duì)40億年的微生物進(jìn)化的觀點(diǎn),。Christos Ouzounis和他的同事對(duì)基因家族如何遷移有了新的,、定量的認(rèn)識(shí):這種遷移不但包括由親代向后代傳遞的“垂直轉(zhuǎn)移”,,而且還包括親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的生物之間的遺傳物質(zhì)的交換即水平轉(zhuǎn)移,。這種對(duì)生命樹的新解將幫助我們更好地了解致病細(xì)菌如何能在我們抗擊抗生素抗性的戰(zhàn)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位,。
從達(dá)爾文時(shí)代開始,,生物體間的進(jìn)化關(guān)系用一棵樹來表示。微生物學(xué)家長(zhǎng)時(shí)間一直認(rèn)為這種描述并不適用于微生物,,因?yàn)椴煌N的微生物經(jīng)常進(jìn)行基因的交換,。他們認(rèn)為微生物的進(jìn)化應(yīng)該用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來代表。但不幸的是,,沒有人確切地知道這個(gè)網(wǎng)中應(yīng)該在哪里畫下水平線,。
現(xiàn)在,Victor Kunin和同事勾畫出了一張微生物進(jìn)化圖,,這個(gè)圖能追溯到數(shù)十億年前的它們的最后的共同祖先,,并且包含了水平線。
雖然構(gòu)建進(jìn)化樹有多種不同的方法,,但是不同研究組的圖都大致相同,。因此,研究人員利用這些樹作為這個(gè)網(wǎng)的框架,。為了掌握水平基因轉(zhuǎn)移的情況,,他們使用了一種叫做GeneTrace的方法。GeneTrace能夠從親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的生物中的一個(gè)基因家族的雜湊的存在來推測(cè)出水平轉(zhuǎn)移,。GeneTrace方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)使研究人員能夠畫出“蔓藤”來代表水平基因轉(zhuǎn)移事件,。合計(jì)起來,觀察到的垂直轉(zhuǎn)移超過600000個(gè),、基因丟失事件90000個(gè),,還有40000個(gè)水平基因轉(zhuǎn)移。
為了了解水平基因轉(zhuǎn)移對(duì)微生物生命樹的影響,,研究人員將注意力放在了聯(lián)系著生命樹枝干的“蔓藤”網(wǎng)絡(luò)上,。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是一種“無尺度”性的:其中的一個(gè)特點(diǎn)就是他們的“小世界”本質(zhì)——能夠很快地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)穿行到另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這些特點(diǎn)使這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心充當(dāng)了細(xì)菌的基因庫,,并為獲得和在微生物群落中重新分布基因提供了媒介(記者楊淑娟),。