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来自加拿大滑铁卢大学和西安大略大学的研究团队在 《对话》杂志 上发表了一项最新研究成果，他们发现微生物的基因组会留下其所处环境的印记，能够帮助我们识别其生活类型！这项研究于 2023 年 发表，颠覆了以往对基因组信息的认知，并可能对理解生命演化和探索太空生命产生重大影响。
研究人员的惊人发现 科学家们一直认为，生物的基因组就像一本“生命说明书”，记录着其发展、功能和繁殖所需的 DNA 指令。除此之外，基因组还能揭示生物的祖先和亲缘关系，就像一棵“生命之树”。
然而，这项研究提出了一个大胆的假设：基因组是否还能透露其他信息，例如生物所处的环境类型？研究人员将目光聚焦在了 极端微生物 身上，它们可以在高温、严寒、高辐射或极端酸碱度等恶劣环境中生存繁衍。 为了测试这一假设，研究人员将 700 个生活在极端环境中的微生物基因组 视为文本，并分析了其中 DNA 碱基的排列顺序。就像英语单词由字母组成一样，DNA 序列由四种碱基（腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶）排列而成。
研究人员惊讶地发现，通过分析 DNA 碱基的排列模式，他们不仅能区分微生物的种类，还能准确识别它们所处的极端环境类型，例如高温、低温或强酸碱环境。
基因组的“环境维度” 这一发现颠覆了以往的认知。过去，科学家认为基因组的碱基排列模式主要反映生物的进化历史和分类信息。然而，这项研究表明，基因组还存在着另一个「环境维度」，可以记录生物所处的环境类型。 打个比方，就像通过分析书籍中的单词使用频率可以区分英文和法语一样，科学家可以通过分析 DNA 碱基的排列模式来识别微生物的生存环境。 研究意义和未来展望 这项研究不仅为我们理解基因组提供了全新的视角，而且还可能对 生命演化研究和太空探索 带来重大启示。 通过分析古生物的基因组，科学家或许能够更深入地了解地球生命是如何适应环境变化而不断演化的。同时，这项研究也为寻找适应太空环境的微生物提供了新的思路，或许未来有一天，科学家们能够利用这些微生物帮助我们探索遥远的太空世界。 Pablo Millán Arias et al, Environment and taxonomy shape the genomic signature of prokaryotic extremophiles, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-42518-y https://www./articles/s41598-023-42518-y
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