NATURE:真菌反复借用细菌基因

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摘要 : 细菌的一个单基因至少有15次被赠送给真菌。这一发现揭示一种曾经认为只局限于细菌的进化捷径是很常见的在更为复杂的真核生命中。

复杂的独立分配基因转移给予真菌寄居在植物根的能力。

细菌的一个单基因至少有15次被赠送给真菌。这一发现揭示一种曾经认为只局限于细菌的进化捷径是很常见的在更为复杂的真核生命中。
细菌频繁的与其邻居反复交易基因，获得能力和特质使其能快速适应新环境。相比之下，更复杂的生物体通常凑合着用基因复制和突变的缓慢过程。
真核生物之间的基因交换只有少数例子——包括真菌、植物和动物生命领域——甚至从细菌到真核生物。但是这种事件称为水平基因转移被认为是罕见的。
但是法国里昂大学的微生物生态学家Daniel  Muller及其同事在研究植物根周围土壤中的细菌后对假设持怀疑态度。他们发现细菌基因acdS，用于促进植物根生长的，也出现在几种类型的真菌中。他们的工作发表在《Proceedings  of the Royal Society B1》上。
无法获得足够的
Muller及其同事详细查看了149个真核生物的基因组，发现其中有65种有acdS相似基因，其中61种为真菌，4种称为卵菌的寄生微生物，包括致病疫霉，微生物对于马铃薯饥荒负有重要责任。分析生物体的基因组家谱后，研究人员发现最可能的解释是三种不同的细菌捐赠基因给真菌和卵菌在整个15种不同水平基因转移事件中。
Muller说“我们认为只是有时发生，事实上发生在更大范围，有多个捐助者和多个接受者。”
Muller也揭示细菌基因似乎保留了它最初的增强生物体与其宿主之间的通讯功能以帮助它更好的寄居在根中。
真核生物也许比生物学家认为的更频繁的突然获得特性帮助它们适应新环境。“细菌是如此丰富和多样化，它们可能能是真核生物新基因和功能的丰富存储器，”Muller说。
模糊的细节
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的进化生物学家Charles  Davis说这项工作揭示细菌与真核生物之间基因转移的“混乱”是出乎意料的高。但是它面临像许多这种研究同样的问题：遗传树的分析不够详细以无法澄清转移发生的时间和地点。“他们不能排除转移数量被过高估计的可能性，”他说。
另一个大问题是它是怎样发生的?“其生态背景是什么?”
Muller承认基因转移的机制仍然是一个谜。他的团队没有发现任何转运成分的证据，DNA能从基因组的一部分‘跳跃’到另一部分并且与新遗传物质的出现相关。他们也发现真菌中没有其他细菌基因在acdS基因附近，即使基因转移通常牵涉更多基因。但是无论它是如何工作的，事实上真菌与细菌在植物附近的土壤中紧密生活在一起将为基因交叉移动提供充足的机会。
Davis赞同物理上的接近是水平基因转移的关键：“这就是为什么我在寄生系统中研究它，它使得捐赠者与宿主之间的联系更明显。”
Nature文章：Fungi borrowed bacterial gene again and again
原文摘要：

Frequent, independent transfers of a catabolic gene from bacteria to  contrasted filamentous eukaryotes

Maxime Bruto, Claire Prigent-Combaret, Patricia Luis,Yvan Moënne-Loccoz and  Daniel Muller

Even genetically distant prokaryotes can exchange genes between them, and  these horizontal gene transfer events play a central role in adaptation and  evolution. While this was long thought to be restricted to prokaryotes, certain  eukaryotes have acquired genes of bacterial origin. However, gene acquisitions  in eukaryotes are thought to be much less important in magnitude than in  prokaryotes. Here, we describe the complex evolutionary history of a bacterial  catabolic gene that has been transferred repeatedly from different bacterial  phyla to stramenopiles and fungi. Indeed, phylogenomic analysis pointed to  multiple acquisitions of the gene in these filamentous eukaryotes—as many as 15  different events for 65 microeukaryotes. Furthermore, once transferred, this  gene acquired introns and was found expressed in mRNA databases for most  recipients. Our results show that effective inter-domain transfers and  subsequent adaptation of a prokaryotic gene in eukaryotic cells can happen at an  unprecedented magnitude.