

在北大西洋和太平洋深处的热液喷口,生活着一种不寻常的东西:一种抵抗细菌的基因。这个基因属于一种名为Aciduliprofundum boonei的微观生物,它生活在世界各地海底热液喷口极端的环境中。
这个基因奇怪之处在于,许多完全不相关的生物,无论是海洋生物还是陆地生物,都拥有它。一项新研究在某些蚜虫、苔藓植物、称为噬菌体的微观食菌体、病毒甚至细菌中发现了相关基因。与此同时,另一组研究人员最近发现了另一种同时存在于细菌和鹿蜱中的基因。昆虫、细菌和酸性深渊菌都属于不同的生命域,所以你不应该期望它们之间有共同的基因。酸性深渊菌是古菌,是一种单细胞生物,它们与细菌的区别就像人类与细菌的区别一样。“它们的细胞构成差异极大,”田纳西州范德比尔特大学的遗传学家Seth Bordenstein说,他领导了酸性深渊菌的研究,并告诉《Popular Science》杂志。
你甚至可能不认为同一个基因能在所有这些不同的生命形式中起作用。不过,也许我们比自己想象的更相似。基因工程师已经能够将细菌的基因转移到许多相关的生物中,并使它们起作用。“没有概念上的障碍说这不可能发生,”Bordenstein说。

鹿蜱基因和酸性深渊菌基因都最初来自细菌,众所周知,细菌在DNA方面相当“随性”:不同物种的细菌只要靠近,就能轻易地与其他细菌共享基因。细菌与古菌等其他生命域的物种共享基因的情况则要少得多。尽管如此,Bordenstein认为最近的发现是未来趋势的预兆。“我们预测,这类发现未来将更加普遍,特别是随着更多来自不同生物的基因组序列被输入数据库”,在那里,像Bordenstein实验室这样的进化生物学家可以找到它们。
这类发现揭示了进化中一个奇特的角落,这很有趣。它们未来也可能对医学有用。它们表明,古菌和其他生物可以拥有抗菌基因,并且可能是未来新型抗生素的来源。现在的抗生素通常来自真菌和细菌,经过少量人类化学修饰。
细菌使用该基因产生一种溶解细胞的蛋白质,当它们想分裂时就溶解自己的细胞壁,而其他生物则可以用它来杀死细菌。“细菌遍布地球,”Bordenstein说。“每个生物都必须有一种方式来防御潜在的细菌寄生虫或病原体,甚至是从细菌中摄取营养。”在一系列实验中,Bordenstein及其同事证明,在地球生命演化的某个阶段,他们研究的各种生物,每当有机会时,都从细菌那里吸收了这一基因。Bordenstein及其同事报告说,酸性深渊菌利用该基因来战胜同样生活在深海喷口中的细菌。