Nat Commun：宏基因组学提示曙古菌门的代谢和进化(中大李文均组)

 该研究利用宏基因组技术从中国云南陆生热泉生境中发现并拼接出未能分离培养微生物类群曙古菌门（Aigarchaeota）6个完整的基因组，对其代谢特征和起源进化进行了深入研究。

Genomic inference of the metabolism and evolution of the archaeal phylum Aigarchaeota

期刊：Nature Communications

时间：2018.7.19

IF: 12.353

DOI: 10.1038/s41467-018-05284-4

主要结果

01

 重构Aigarchaeota基因组

对两个温泉沉积物宏基因组测序数据进行组装和基因组binning，获得了6个接近完整的曙古菌门基因组bins（表1）。这些bins的基因组大小在1.09 ~1.65 Mbp之间（平均为1.4 Mbp），平均编码1384个基因，平均基因长度为905 bp，完整度为97~99%，并且几乎没有其他可检测到16S rRNA和tRNA的基因组片段的污染。利用16s核糖体蛋白的串联比对构建最大似然系统发育树，揭示了这6个基因组位于明显不同的谱系（图1c）。

02

Aigarchaeota的代谢潜能

图3. 利用COUNT软件重建祖先基因组目录

05

通过基因水平转移扩大遗传多样性

水平基因转移（HGT，Horizontal gene transfer）可能作为主要驱动因素提供遗传变异，这允许不同类型的Aigarchaeota去占据不同的生态位，导致了相同生境中的功能分区和生态趋异。（图4）

小结

本研究通过重构未培养古菌类群Aigarchaeota基因组信息，揭示其潜在的代谢潜能及其遗传多样性获得机制，并结合数据库中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因组进行比较基因组学和进化基因组学分析，勾勒出这两个近缘支系的演化历史场景，指出古菌类群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高温生境，频繁的水平基因转移极大的提升了两者对各自生境的适应性，该研究极大的促进了我们对古老且神秘的古菌支系的认知。

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