在一项新的研究中，查尔斯大学理学院的研究人员与马克斯普朗克陆地微生物研究所和海德堡欧洲分子生物学实验室的研究人员合作，深入研究了Pelomyxa属厌氧变形虫与它们的变形虫之间错综复杂的关系。原核同伴。Pelomyxa以其与多种原核内共生体的独特共生关系而闻名，长期以来一直让科学家们对这些共生体在宿主新陈代谢中发挥的作用感到困惑。

利用单细胞基因组学和转录组学，研究小组揭开了Pelomyxaschiedti体内原核生物群落蓬勃发展的隐藏秘密。这个共生菌群由两种不同的细菌组成：CandidatusSyntropuspelomyxae(Deltaproteobacteria类)和CandidatusVesiculincolapelomyxae(Clostridia类)，以及一种称为CandidatusMethanoregulapelomyxae的产甲烷菌。

这项研究最近发表在《ISME杂志》上，揭示了这些共生体在宿主变形虫内的空间分布。发现CandidatusVesiculincolapelomyxae位于囊泡内，而其他内共生体则自由分布在细胞质中。有趣的是，CandidatusMethanoregulapelomyxae在细胞核周围富集。

对这些共生伙伴的基因组和转录组的深入分析揭示了它们的代谢策略。Pelomyxaschiedti的纤维素分解活性预计会产生单糖，作为其自身代谢和CandidatusVesiculincolapelomyxae的燃料。另一方面，CandidatusSyntropuspelomyxae的能量代谢依赖于环境中丁酸盐和异戊酸盐的降解。

值得注意的是，细菌和阿米巴原虫都利用氢化酶来促进电子转移，这一过程依赖于低氢分压。这一重要的调节是由CandidatusMethanoregulapelomyxae实现的，它利用H2和甲酸进行产甲烷作用。

研究人员进行了实验来了解这些共生相互作用的必要性。虽然万古霉素治疗成功消除了细菌共生体，且不影响阿米巴原虫的生存能力，但事实证明，使用2-溴乙磺酸盐(一种产甲烷作用的特异性抑制剂)对阿米巴原虫来说是致命的。这强调了产甲烷作用在这个复杂的联盟的生存中的核心作用。

研究小组成员、查尔斯大学理学院的Treitli博士说：“这项研究揭示了这些共生生物共同繁荣所采用的令人着迷的策略。虽然我们知道真核生物和古菌产甲烷菌之间有许多共生关系，但这项研究揭示了这些共生生物共同繁荣所采用的令人着迷的策略。”是第一个产甲烷共生体是专性的例子。我们几乎可以肯定，在产甲烷过程中起核心作用的类似代谢耦合在厌氧环境中非常常见，只是参与者发生了变化。

这项研究不仅增加了我们对共生的认识，而且对从微生物学到生态研究等领域都有潜在的影响。该研究阐明了生命形式错综复杂且相互关联的本质，并提供了对维持生态系统的微妙平衡的更深入的理解。

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