Suppr超能文献

绿屈挠菌门的非放氧光合生物使用 I 型反应中心。

Anoxygenic phototroph of the Chloroflexota uses a type I reaction centre.

机构信息

University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada.

Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University, Sapporo, Japan.

出版信息

Nature. 2024 Mar;627(8005):915-922. doi: 10.1038/s41586-024-07180-y. Epub 2024 Mar 13.

Abstract

Scientific exploration of phototrophic bacteria over nearly 200 years has revealed large phylogenetic gaps between known phototrophic groups that limit understanding of how phototrophy evolved and diversified. Here, through Boreal Shield lake water incubations, we cultivated an anoxygenic phototrophic bacterium from a previously unknown order within the Chloroflexota phylum that represents a highly novel transition form in the evolution of photosynthesis. Unlike all other known phototrophs, this bacterium uses a type I reaction centre (RCI) for light energy conversion yet belongs to the same bacterial phylum as organisms that use a type II reaction centre (RCII) for phototrophy. Using physiological, phylogenomic and environmental metatranscriptomic data, we demonstrate active RCI-utilizing metabolism by the strain alongside usage of chlorosomes and bacteriochlorophylls related to those of RCII-utilizing Chloroflexota members. Despite using different reaction centres, our phylogenomic data provide strong evidence that RCI-utilizing and RCII-utilizing Chloroflexia members inherited phototrophy from a most recent common phototrophic ancestor. The Chloroflexota phylum preserves an evolutionary record of the use of contrasting phototrophic modes among genetically related bacteria, giving new context for exploring the diversification of phototrophy on Earth.

摘要

近 200 年来对光能营养细菌的科学探索揭示了已知光能营养群体之间存在着巨大的系统发育差距,这限制了我们对光合作用如何进化和多样化的理解。在这里,我们通过对北方遮光带湖水中的水进行培养,从 Chloroflexota 门中一个以前未知的目培养出了一种无氧光合作用细菌,它代表了光合作用进化过程中的一种高度新颖的过渡形式。与所有其他已知的光能营养生物不同,这种细菌使用 I 型反应中心(RCI)进行光能转换,但属于与使用 II 型反应中心(RCII)进行光合作用的生物体相同的细菌门。通过生理、系统基因组学和环境宏转录组学数据,我们证明了该菌株具有活跃的 RCI 利用代谢,同时还使用了与 RCII 利用 Chloroflexota 成员相关的类菌叶绿素和菌叶绿素。尽管使用了不同的反应中心,但我们的系统基因组学数据提供了强有力的证据,表明 RCI 利用和 RCII 利用的 Chloroflexia 成员从最近的共同光合祖先那里继承了光合作用。Chloroflexota 门保留了在遗传上相关的细菌中使用不同光合模式的进化记录,为探索地球上光合作用的多样化提供了新的背景。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/1571/10972752/f6be8a7198f2/41586_2024_7180_Fig1_HTML.jpg

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