细菌也会打牌？生物学家发现细菌水平基因转移的秘密！

日前，南卡罗莱纳大学的生物学家伯特·埃利(Bert Ely)表示，繁殖繁荣的细菌会采取一些拉米纸牌游戏玩家才会采用的策略。

埃利最近发现，当细菌向其基因组中添加新的DNA时，它们会释放另一组尚未被证明有用的基因。这就像拉米纸牌玩家在抽到一张没用的牌之后就会把它弃掉一样。

埃利说：“我看到这些细菌就是这么做的。它们随便取了一段DNA，把它整合到基因组里，如果这个DNA对它们一点好处都没有的话，当下一个DNA来的时候，它们就会换掉这个没用的DNA。”

他的发现最近发表在科学杂志《公共科学图书馆•综合》(PLOS ONE)上，研究详细介绍了细菌如何在不增加基因组负担的情况下获得新的DNA。

细菌会通过一个被称为水平基因转移(horizontal gene transfer)的过程从周围环境中吸收DNA，这个过程可以导致微生物获得新的生化能力，这可以帮助它们超越其他细菌，并且可能使他们更容易感染其他生物体，比如人类。

但埃利说，如果它们的基因组变得太大，细胞将不得不花费更多的时间和精力来复制它们的DNA，这就会使它们在进化上处于劣势。在埃利最近对相关的细菌菌株进行研究之前，细菌控制基因组大小的方法一直是个谜。

有一次，一位生物学家朋友曾要求埃利对一种细菌进行排序，以确定它是否有某种特定的突变。埃利说：“但相反，我发现这个菌株是实验室里的两种菌株的混合体，这样我就知道基因组中的这些新DNA片段来自哪里了，它们就来自实验室里的其他菌株。”

因为埃利已经对他检测的菌株和两个紧密相关的菌株的DNA进行了排序，所以埃利能够比较它们的基因组。他注意到，这些细菌不仅增加了基因，而且还减少了一些基因。

埃利说:“这项研究表明，它们不仅会把基因加到它们所拥有的染色体上，它们还会把一些基因交换出去。它们添加一些东西就会删除一些东西。”

埃利说，更重要的是，被移除的DNA片段往往是与母细胞不同的基因，换句话说，这些基因是通过早期水平基因转移而获得的。埃利说，因为大多数新的DNA片段对生存没有帮助，所以进化上倾向于删除这些片段。

但如果DNA是有用的话，它更有可能会留下来。埃利说：“任何带有有利新基因的细菌都会比它邻近的细菌长得更大。基因的添加或删除大约每隔2万代出现一次，而有益的基因不太可能会丢失。”

每两万代才一次?看起来这是一个非常慢的拉米纸牌游戏。

埃利说：“但是你可能在2万代之后才能抽到正确的牌，所以保持乐观很重要。”