当宏基因组遇上单细胞测序

　　日前，科学家们通过宏基因组测序和单细胞测序鉴定了一类新细菌。

　　16S rRNA基因序列的保守性和普遍性，使其成为了微生物检测和分类鉴定的强有力工具。这种方法为科学家们揭示了微生物群体的高度复杂性，但它还是有所遗漏。美国能源部联合基因组研究所上周的一次会议上，研究者人员向人们展示了在四个温泉样本（北美和亚洲）中发现的一类新细菌Candidatus Kryptonia。这项研究共测序了22个Kryptonia基因组。

　　基因组分析显示，Kryptonia属于拟杆菌门。拟杆菌门的成员一般生存在肠道或海洋中，而Kryptonia是其中首个极端嗜热菌。研究人员指出，Kryptonia可能是通过水平基因转移从古生菌获得这种能力的。

　　16s rRNA检测无法发现这种细菌，这是因为在通用引物的结合处发生了删除事件。Nikos Kyrpides领导团队通过宏基因组测序和单细胞测序证实了这种细菌的存在，并将其命名为Kryptonia。

　　研究人员最初是在对来自世界各地的四千多个样本进行重新分析。他们在其中发现，有四个样本含有新16s rRNA基因。随后，他们通过四核苷酸频率确定这几个分离物有着相似的DNA图谱，并且重建了Kryptonia的基因组。

　　根据Kryptonia序列在宏基因组数据中的丰度，研究人员认为可以分离到单个Kryptonia细胞。于是他们进行了高通量的单细胞流式分选，果然得到了十几个Kryptonia细胞，证明了这种新细菌的存在。

　　研究人员在Kryptonia基因组中鉴定了与移动能力有关的鞭毛基因和趋化蛋白。他们还发现Kryptonia缺乏合成绝大多数氨基酸的基因，特别是合成组氨酸的关键基因，而这是一个相当古老的通路。研究人员推测Kryptonia可能有一个合成这些氨基酸的“小伙伴”。此外，Kryptonia的CRISPR/Cas也很独特，似乎是两种已知CRISPR/Cas的混合体。

　　研究显示，Kryptonia基因组5%的序列不匹配任何已知序列。这里面也许含有可供人们使用的基因，“Taq聚合酶就是来自于温泉，它为PCR技术奠定了基础，”Eloe-Fadrosh说。