印度洋-太平洋海域卡特氏海绵微生物组中环状推定质粒的生态学解析及其宿主互作机制

来自国际团队的研究人员通过选择性多重引物滚环扩增(smRCA)结合高通量测序(HTS)技术，系统研究了印度洋-太平洋跨度约6000公里海域的卡特氏海绵(Stylissa carteri)微生物组中环状推定质粒的遗传多样性。研究发现这些<5 kbp的小型隐蔽质粒具有显著地理特异性，其中2个核心质粒跨区域分布，22个呈现三地以上共享。特别检测到大量编码免疫球蛋白样(Ig-like)结构域、钙调蛋白β(Calx-beta)、纤连蛋白III型(fn3)、锚蛋白(ANK)等真核样蛋白(ELPs)的基因，以及逆转录酶(RVTs)，揭示了质粒可能作为海绵-微生物共生关系中基因水平转移的重要载体。

　　

这项研究对印度洋-太平洋海域卡特氏海绵(Stylissa carteri)微生物组中的环状推定质粒展开了生态学探索。科研团队采用选择性多重引物滚环扩增(smRCA)结合高通量测序(HTS)的创新策略，成功富集并解析了跨越6000公里的海绵样本中质粒DNA的遗传特征。

研究揭示了令人惊奇的发现：这些平均长度小于5千碱基对(kbp)的神秘小质粒展现出显著的地理分布特异性。值得注意的是，有两个推定隐蔽质粒表现出泛太平洋分布模式，另有22个质粒至少在三个地理位点被同时检出。基因功能分析暴露了更引人入胜的现象——质粒上广泛存在着编码真核样蛋白(ELPs)的基因模块，包括钙调蛋白β(Calx-beta)结构域、纤连蛋白III型(fn3)重复序列、锚蛋白(ANK)重复单元以及清道夫受体半胱氨酸富集(SRCR)结构域。

尤为关键的是，研究检测到大量与免疫逃避和宿主定植相关的基因元件，特别是逆转录酶(RVTs)家族成员，包括CRISPR相关逆转录酶(RVT-CRISPR)和未分类逆转录酶。这些发现强烈暗示，海绵共生微生物可能通过质粒介导的基因水平转移，获得与宿主互作的关键分子工具包。该研究为理解海洋共生体系中"质粒作为移动基因库"的生态功能提供了全新视角，对揭示微生物-宿主协同进化机制具有重要启示意义。