A novel lineage of Chilomastix mesnili in wild Moroccan Barbary macaques (Macaca sylvanus)
本研究通过对宏基因组 18S rRNA 序列的分析以及完整 rDNA 操纵子的重建,鉴定出一种在野生摩洛哥巴巴里猕猴中广泛分布的新型、具有地理跨度的内质胞虫(*Chilomastix mesnili*)谱系,该谱系与常见的人类菌株明显不同,且与来自猪和日本猕猴的分离株亲缘关系较近。
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在从人类到野生猴子等各种动物的肠道深处,居住着无数微小的单细胞生物。其中一些是众所周知的、会导致疾病的寄生虫,但还有许多其他生物则是无害的居民,它们在与宿主共存的同时,既不造成伤害也不带来益处。科学家长期以来一直试图将这些隐形的邻居进行分类,通常依赖于它们在显微镜下的形态。然而,这种方法可能会产生误导。两种生物可能看起来完全相同,但在遗传上却截然不同;或者它们看起来迥异,但实际上亲缘关系很近。为了获得关于这些生物身份及其归属的真实图景,研究人员现在转向研究它们的遗传密码。通过读取DNA,科学家可以追踪这些微观生命形式的家族树,并确定在人类体内发现的寄生虫是否与在猴子体内发现的是同一种,或者它们实际上是仅仅因为长得像而已的不同物种。这种区分至关重要,因为它有助于我们理解疾病如何在动物与人类之间传播,以及这些微小的群体如何适应宿主的特定环境。
在最近的一项研究中,研究人员检查了生活在摩洛哥山区野生巴伯里猕猴的肠道内容物。这些猴子经常生活在人类定居点附近并与游客互动,这种情况创造了一个病菌可能在物种间跳跃的情境。团队收集了五十只不同猕猴的粪便样本,并使用了一种被称为“鸟枪法宏基因组学”(shotgun metagenomics)的强大技术来读取废物中存在的遗传物质。这种方法并非逐一寻找特定的基因,而是读取样本中的所有内容,从而使研究人员能够发现任何存在的生物的遗传特征。在他们分析的数百万个遗传片段中,发现了十一个与被称为“毛滴虫属”(Chilomastix)的一类微观生物相匹配的序列。这些是生活在多种不同动物肠道内的单细胞生物。虽然一种名为“肠毛滴虫”(Chilomastix mesnili)的物种在人类中很常见且通常被认为是无害的,但科学家们一直不确定在其他动物身上发现的版本是相同还是不同。
当研究人员将来自摩洛哥猕猴的遗传序列与来自人类和其他动物的序列进行比较时,他们发现了明显的差异。猕猴的序列形成了他们自己独特的家族群,与在印度尼西亚发现的常见人类菌株是分开的。这个新群体还包括一个来自猪的序列和两个来自日本猕猴的序列,这表明这种特定谱系的毛滴虫属是跨越不同哺乳动物物种共享的,并不局限于单一宿主。研究人员将这一组命名为一个新的亚型,以反映其独特的遗传身份。这一发现挑战了“人类体内的毛滴虫与野生猴子体内的毛滴虫是同一种”的观点,表明这些生物已经进化成了不同的谱系,以适应各自的宿主,即便它们看起来很相似。
除了识别出新的谱系外,该团队还完成了一项更具雄心的目标:重建了这一特定类群核糖体DNA的完整遗传蓝图。在大多数生物中,构成核糖体(细胞的蛋白质制造机器)的基因排列在一个重复的环状结构中。研究人员成功地从猕猴样本中拼凑出了整个循环,这在以往针对此类生物的研究中从未实现过。他们发现,这种遗传结构包含了由间隔区分隔的标准基因部分,并且值得注意的是,其中一个大型基因包含了一个特定的内部片段,即一段长达788个碱基对的内含子。这份详细的遗传图谱比以往仅观察DNA微小片段的研究提供了更清晰的生物学视角。
该研究还强调了识别这些生物的复杂性。虽然来自猕猴的大多数序列都能整齐地归入这个新的家族群,但有一个样本显得非常不同,其遗传片段较短,且结构与其他样本并不太匹配。研究人员指出,这个离群值可能代表了一个尚未被识别的物种,因为它在公共数据库中找不到任何匹配的遗传数据。这表明关于这些微小居民的多样性,我们仍有许多未知之处。通过将遗传分析与野生动物样本相结合,研究人员证明了曾经被认为是一种广泛分布的单一生物,实际上是一系列截然不同的谱系。这项工作强调了超越外观、利用遗传工具来理解与我们共享世界的微观生命之间真实关系的必要性。
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