古菌非编码RNA候选库及其与温度适应的关联研究

本研究针对古菌中非编码RNA(ncRNA)研究不足的现状，系统分析了270个古菌基因组，鉴定出33类ncRNA，发现sRNA C/D box等ncRNA类别与最适生长温度(OGT)呈显著相关(R2 =0.65)。通过系统发育分析揭示了ncRNA在门/属水平的分布偏好，为理解极端环境适应机制提供了新视角，建立的古菌ncRNA数据库将推动该领域的实验验证研究。

　　

在生命科学的"暗物质"领域，古菌的非编码RNA(ncRNA)长期处于研究盲区。尽管这些不编码蛋白质的RNA分子在真核生物和细菌中已被证实参与基因调控、应激响应等关键过程，但占生命三域之一的古菌却鲜有报道。更引人深思的是，古菌作为极端环境（如高温泉、盐湖）的"生存大师"，其适应机制研究多聚焦于蛋白质和膜脂，而ncRNA可能扮演的调控角色长期被忽视。这种认知空白严重制约了我们对生命极限适应机制的理解，也阻碍了古菌ncRNA在合成生物学等领域的应用探索。

智利Mayor大学等机构的研究团队在《BioSystems》发表的研究，通过整合生物信息学和进化生物学方法，首次绘制了古菌ncRNA的全景图谱。研究人员收集了270个染色体水平组装的古菌基因组，采用Bowtie2构建索引，结合二级结构预测和序列相似性搜索鉴定ncRNA，通过系统发育分析揭示其进化分布特征，并建立与最适生长温度(OGT)的关联模型。

数据库和数据集
研究选取NCBI中270个完整基因组，去除质粒序列后建立Bowtie2索引。通过Perl脚本提取蛋白编码基因和ncRNA序列，整合OGT等生理参数，构建目前最全面的古菌ncRNA资源库。

古菌基因组的基因组特征
分析显示基因组大小（1-6 Mb）与mRNA基因数相关性高于ncRNA。值得注意的是，中温古菌（20-45°C）展现出更广的GC含量变异范围（20%-70%），暗示温度可能通过影响核酸稳定性驱动基因组组成演化。

讨论
研究发现ncRNA的GC含量与OGT的关联性强于mRNA，提示ncRNA可能承受更强的温度选择压力。特别值得注意的是sRNA C/D box（类snoRNA）在高温适应中的潜在作用，这与前人基于小样本的推测（Randau, 2015）形成有力印证。研究还发现ncRNA丰度与基因组大小存在相关性，可能反映古菌基因组的精简进化策略。

结论
该研究不仅填补了古菌ncRNA研究的空白，更建立了温度适应与ncRNA特征的定量关联模型（R²
0.65）。所有数据已开源共享，为后续实验验证提供靶点，例如通过基因编辑技术研究sRNA C/D box在高温下的具体功能。这项工作为极端环境适应机制研究开辟了新视角，也为合成生物学中古菌元件的温度稳定性改造提供了理论依据。研究团队特别指出，未来需要结合RNA测序和基因敲除实验验证预测的ncRNA功能，并探索其他极端因素（如pH、盐度）与ncRNA的关联规律。