古域的起源和演化

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这个特殊问题的起源和演化,古菌我们荣誉和庆祝的生活和有效贡献卡尔伍斯(1928年7月15日- 2012年12月30日)。卡尔出生和成长在锡拉丘兹,纽约。他的本科阶段的学习是在耶鲁大学阿默斯特学院和他的研究生培训。索尔Spiegelman带他到伊利诺伊大学香槟分校,他展开一个辉煌的职业生涯。卡尔的创意灵感来源于他的导师,欧内斯特·c·波拉德的传统生物形式的达奇·汤普森,弗朗西斯·克里克的魅力,g·g·辛普森的进化tempo-mode角度看,达尔文和华莱士的远见。他理解进化的中心在我们对生物学的理解和拥护这个观点,他探讨了分子组成的翻译机器。他深刻的思想是负责热点领域的发现和改造微生物多样性的比较观点变成一个包罗万象的进化框架。古生菌构成生命的第三域,一个了不起的群akaryotic微生物具有独特的生化和基因特性,其中一些类似于真核生物。它们的栖息地和生活方式很多样,从极端微生物生活在严酷的环境下土壤和海洋嗜温菌,从独立生存的微生物gut-inhabiting产甲烷菌和共生体。

卡尔的工作不仅导致的定义一个新的“urkingdom”,原来被他“原始细菌”,但他的见解促使人民币升值(尊重)难以置信的微生物多样性的生物圈。他与建立的方式重新定义了微生物科学,珍惜进化的思考和承认全球生态系统中微生物的中心我们的地球。他还严厉批评领域的生物学。他觉得我们的生物的观点仍由简化论偏见继承自上世纪的基因和基因组革命,它不能识别任何重要的问题回答。此外,他强烈感觉生物科学投入,由应用程序定义的,也就是说,通过专注于通过生物工程而不是提供“服务社会”作为“社会的老师”的人在宇宙中的位置。许多尚未解决的问题,理解生活的中心仍有待回答,和卡尔提出了一些基本的问题从一开始。生命的起源是什么?分子和生物的复杂性如何展开?人生的终极管理原则是什么?他认识的局限性至高无上的遗传,分子生物学和机械的前景gene-centered并促使生物复杂性的一种探索和生物组织的出现在一个进化和物理框架。 He recognized the importance of the proteinaceous backbone of life and how its design and function is delimited by the genetic code, translation, and its complex regulatory control.

在这个特殊的问题,我们带回卡尔的一些基本的悬而未决的问题。尽管人们越来越清楚的认识到古域可能有独立进化的历史,它的起源和链接到其他两个域的细胞仍有争议的复杂性,以及其在生命之树的位置。迫切需要关注的问题。几个贡献这个特殊问题的解决起源的重要方面,多样性,和发展的热点领域。

A·斯潘的评论文章等人全面描述当前的假设关系的三个领域和评估古细菌多样性和进化使用最近的基因组数据(例如,基因组和单细胞基因组)。p . Forterre还评估当代场景三个领域的起源。古细菌祖先场景和融合假说受到了批评。有趣的是,他带来的进化作用virosphere解释三个领域的多样化从最后的共同祖先生活。纳西尔和g Caetano-Anolles探索小说比较基因组框架,明确了垂直水平进化的贡献,和g Caetano-Anolles等人推进结构性phylogenomic分析蛋白质和核酸结构及其相关函数。这些方法揭示古生菌是最古老的领域,这提示仔细重新评估当前系统支持的方法和我们的理解生命之树。

d s Shin等人回顾古细菌蛋白质的鲁棒性与extremophilic环境在蛋白质三维结构的水平。c·j·里德等人描述如何改编成嗜热古细菌物种,好寒性的,piezophilic,嗜盐的环境下古细菌蛋白质的生物物理性质特征。这两项研究强调古细菌结构生物学的重要性对于理解人类生物学与医学和工业的影响。

g . Borrel等人提出的三个基因组生物信息学分析新发现的产甲烷菌的订单,发现pyrrolysine氨基酸(22日)编码系统。系统发育分析表明该基因功能是守恒的古细菌产甲烷菌和细菌,可以持续进化的一个例子的遗传代码由代谢需求。在另一个方面,l . s . Yafremava等人研究的蛋白质的氨基酸替换模式域nonbarophilic和嗜压海床物种和显示,barophily是一个非常古老的特质,展现与早期进化的基因编码在早期适应深海环境。

j·r·皮特森等人使用许多不同的先进的方法(例如,SiMPull和RNA-Seq)来定量描述甲烷生成途径和转化产烷生物的机械甲烷八叠球菌属acetivorans。这种生物信息学建模可以建立新的热点模型系统的第一步,非常多大肠杆菌用于细菌。

综上所述,文章强调模式和流程负责古细菌遗传多样性,基因组,生化、生理、生态水平。我们的意图,这里给出的工作将进一步刺激进化思想,按照卡尔的开创性和非正统的精神。

Gustavo Caetano-Anolles
Kyung莫金

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