古菌、生命树和真核细胞的功能演化

论文摘要

当前对早期生命演化过程的研究仍存在许多尚未解决的问题,其中以真核生物"基因组起源"和"细胞功能演化"最为重要,回答该问题的关键在于确定真核生物在生命树中的位置以及20亿年前获得线粒体的宿主与现代古菌之间的关系.最新研究认为真核生物是从属于古菌的一支,而新古菌的不断发现将进一步推动"真核细胞功能演化"的研究.文章先对有关"古菌"、"生命树"和"真核细胞功能演化"的研究进展及挑战进行梳理,之后单独总结了当前中国的古菌研究现状,最后从"宏基因组"、"生物信息学方法"和"古菌的分离培养"三方面对通过构建古菌系统发育推动生命演化研究提出展望.

论文目录

• 1引言
• 2 生命树研究的发展与争论
•   2.1 经典的生命树及其争论
•     2.1.1 三域生命树
•     2.1.2 二域生命树
•     2.1.3 生命树争论的演变
•     2.1.4 三域生命树与二域生命树的主要争论
•   2.2 基因水平转移与生命树
• 3 系统发育法重构生命树的关键问题
•   3.1 纯培养基因组及宏基因组数据的质量控制
•   3.2 标记蛋白的质量控制与重聚类/非重聚类处理
•   3.3 长枝吸引效应 （LBA） 和GC组成偏差导致的趋同性
•   3.4 系统发育重构中方法与模型的选择
• 4 近期古菌分类研究促进生命树研究
•   4.1 古菌门类的发展
•   4.2 古菌分类标准的发展
•   4.3 古菌在真核细胞的功能演化的作用
•   4.4 中国古菌研究的进展
•     4.4.1 古菌的生物学研究
•     4.4.2 古菌的系统发生学
• 5 古菌的系统发生研究展望:需要更高级的基因组技术
•   5.1 宏基因组技术推动古菌研究
•     5.1.1 采样技术扩大研究范围
•     5.1.2 测序技术推动研究进展
•   5.2 生物信息学方法加速研究进程
•     5.2.1 宏基因组特异算法提高
•     5.2.2 系统发育重构算法的优化
•     5.2.3 其他算法
•   5.3 培养和分离技术促进古菌研究发展

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 肖静,范陆,吴顶峰,徐雁冰,赖登训,William F.MARTIN,朱瑞新,张传伦

关键词: 古菌,生命树,真核细胞功能演化,宏基因组学,生物信息学

来源: 中国科学:地球科学 2019年07期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 同济大学生物信息系,南方科技大学深圳海洋地球古菌组学重点实验室,南方科技大学前沿与交叉科学研究院,Institute for Molecular Evolution,University of Düsseldorf,青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室

基金: 科技部全球变化国家重点研发计划项目(编号:2018YFA0605802),国家自然科学基金项目(批准号:91851210,41530105,41673073),广东省自然科学基金项目(编号:2018B030311016),深圳海洋地球古菌组学重点实验室和青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室项目(编号:MGQNLM-TD201810)资助

分类号: Q11

页码: 1082-1102

总页数: 21

文件大小: 2165K

下载量: 523