细胞外囊泡对海洋水平基因转移的贡献比之前想象的要大得多。
海洋中充满了参与遗传物质动态交换的微生物。这一过程被称为水平基因转移(HGT)，在众多物种的进化中发挥着关键作用，也是细菌耐药性传播的关键因素。传统上，人们认为这种基因交换主要通过直接细胞接触、自由漂浮的DNA或病毒发生。
由不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的 Susanne Erdmann 领导的一项研究现在表明，所谓的细胞外囊泡对于海洋中遗传信息的传递也非常重要，从而对于海洋中最小居民的生命也非常重要。
病毒、GTA、EV：微小而数量众多
大多数病毒都很小。每滴海水中都含有多达1000万个。它们不仅可以打包自己的遗传物质(基因组)，还可以打包宿主 DNA 的一部分(即它们所感染的生物体的 DNA)，并将其转运到其他细胞中。
研究病毒具有挑战性。海水样本必须通过孔径仅为 0.2 微米(大约比人类头发厚度小 300 倍)的过滤器进行过滤，才能将病毒与细胞分离。除了病毒之外，这些过滤后的样本还含有所谓的基因转移剂(GTA)和细胞外囊泡(EV)。
Erdmann 和她的团队现已证明，与之前的假设不同，过滤后的海水样本中存在大量未被病毒携带的宿主 DNA。证明这一点极其复杂。“测序后，即读出宿主 DNA，我们无法再识别它是如何进入我们的样本的，”不莱梅马克斯·普朗克研究所马克斯·普朗克古细菌病毒学研究小组负责人 Erdmann 解释道。
“没有将序列分配给特定传输机制的功能。”
为了解决这个问题，研究人员使用了一个技巧。第一步，他们将每个 DNA 序列分配给它最初起源的宿主。然后，他们尽可能确定每个宿主的主要运输机制——即通过病毒、GTA 或 EV。这使他们能够为特定的 DNA 序列分配潜在的运输机制。
“结果令人惊讶：显然，很大一部分 DNA 不是通过经典途径运输的，而是通过细胞外囊泡运输的，”Erdmann 说。
不仅仅是海洋和其他地方的废物
“细胞外囊泡长期以来被视为细胞废物。直到最近十五年，科学家们才能够展示它们对细胞的各种功能。我们的研究清楚地强调了 EV 在细胞间遗传物质交换中所发挥的基本作用。” 埃德曼小组的学生和该研究的第一作者，该研究现已发表在《ISME Communications》杂志上。
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