根據(jù)發(fā)表在3月7日《科學》（Science）雜志上的一項新研究，一種藻類物種從原核生物處獲得的基因，有可能幫助了它適應生存的環(huán)境——酸性溫泉。研究人員預測這種環(huán)境紅藻大約5%的蛋白質編碼基因獲取自細菌或是古細菌，賦予了它們在不尋常條件下生存的代謝適應性。
“人們多半認為真核細胞無法經受這樣的殘酷環(huán)境，然而數(shù)據(jù)表明它們可以——其從原核世界中獲得了解決方案，”法國巴斯德研究所微生物進化基因組學家Eduardo Rocha（未參與該研究）說。盡管有許多例子已證實真核生物從原核生物處獲取了新基因，這是橫向將轉移基因與適應性利益起來。在這一紅藻（Galdieria sulphuraria）中，“對于許多原核生物來源的基因，我們可以直接看到適應性利益。”
真核生物進化主要依賴于利用手頭現(xiàn)有的資源——復制和重新利用已經編碼在生物體基因組中的基因。*，如細菌等原核生物能夠從它們的環(huán)境中獲取遺傳物質，并且在過去的數(shù)年里科學家們也發(fā)現(xiàn)了許多真核生物水平基因轉移的例子。俄克拉馬荷州立大學進化生物學家Gerald Schönknecht說，例如2008年的一項硅藻基因組研究確定了數(shù)百個原核生物來源基因。不過目前尚不清楚這些基因是否賦予了任何的利益。
Christine OesterheltIn負責檢測真核生物是否能夠通過水平基因轉移從原核生物處獲取有利基因。德國杜塞爾多夫大學的Schönknecht和Andreas Weber對Galdieria sulphuraria進行了基因組測序。這種紅藻生存在酸性、有毒金屬豐富的硫磺溫泉中。然而在這樣的大多數(shù)其他生物體無法適應的環(huán)境下，G. sulphuraria仍然能夠進行光合作用維持生存。
研究人員在它的基因組中，發(fā)現(xiàn)了至少75種不同的細菌或古細菌來源的基因轉移。其中包括一組從前未在任何其他真核生物中發(fā)現(xiàn)的古細菌可溶性ATP酶（ATPases）。研究人員推測這組ATP酶使得生物體能夠耐受的溫度。研究人員還發(fā)現(xiàn)了與抗高鹽相關的細菌鈉泵，以及幫助藻類不受有毒金屬損傷的細菌砷膜泵。Schönknecht和Weber推測，在G. sulphuraria總共有5%的蛋白質編碼基因是從環(huán)境中的原核生物處水平獲取。
羅格斯大學進化遺傳學家Debashish Bhattacharya（未參與該研究）說：“新一輪研究熱潮提供的證據(jù)表明，真核生物能夠像細菌一樣，通過收集基因從根本上改變它們的生活方式。此外，研究數(shù)據(jù)表明許多的單細胞真核生物有可能是自然‘可變化的’——比以前認為的更有能力獲取全部的基因。”
Weber預計真核生物間的水平基因轉移有可能比預料的更常見，但目前仍不清楚其機制。“弄清它的運作機制，是下一個大型前沿研究的目標。”
法國國家科學研究中心基因組生物學家Chris Bowler說，轉座元件和病毒有可能是負責此種轉移的兩個“侯選子”。通過將這樣的序列，它們的傳播情況，以及在G. sulphuraria基因組中它們靠近原核生物來源基因的位置制成表格，研究人員將能夠更好地了解相關機制。
Bhattacharya說，這些研究結果還進一步推動了被普遍提及的有關轉基因生物（GMO）的關注。他認為，如果真核生物會自然交換基因，那么認為GMOs是固有的“反自然”的想法，或許就是“毫無根據(jù)”的。如果真核生物能夠獲取有利基因，那么關注焦點就應該更多側重在“特異基因而非過程”。
