第八届青年地学论坛

铁是早期地球上生命进化的主要驱动力。地质记录提供了进化的绝对时间及其环境背景，但作为活生化记录的多组学特征具有揭示现代条件下关键途径/功能性生物分子进化的潜力。铁氧化细菌具有广泛的新陈代谢多样性，在从太古宙到现在的各种环境中定居，并显示出对各种地球化学条件的多种适应性。厌氧铁氧化代谢特别是厌氧光合铁氧化细菌以及与活性氧化氮物耦合的铁氧化细菌都是地球最古老的微生物铁代谢，其代谢灵活性是生命历史的一个重要特征，推动了地球早期的主要地球化学转变并重塑第地球环境。因此活的生化记录有可能揭示早期地球条件下关键途径/功能性生物分子的进化顺序。现代铁氧化细菌代谢灵活性是其祖先与早期地球化学相互作用的记录。虽然每种铁氧化微生物代谢的能量守恒的一般原则是相同的，但详细的生化机制各不相同且仍不清楚。我们最近提出了一种多组学方法来阐明适应策略，并获得了对微生物厌氧铁氧化代谢灵活性以应对不断变化的环境条件的全面见解。总体来说，蛋白质组水平的进化策略是不同功能蛋白组之间的效率权衡，代谢组和脂质组的反应是灵活加强已经存在的代谢物库。聚糖是形成细胞矿物质聚集体的基础。结果表明微生物厌氧铁氧化的多组学特征受微生物和地球化学过程的双重控制；多组学特征有助于揭示不同铁氧化微生物环境适应和进化策略。在硝酸盐还原氧化细菌出现之前，光合铁氧化细菌已经在早期地球上繁衍生息。这些发现和建立的多组学数据库有助于增强对太古代、元古代和前寒武纪带状铁构造形成的新的微生物学理解。
 

微生物 铁氧化 多组学特征 适应策略