低温细菌与古菌的生物多样性及其冷适应机制

？低温细菌与古菌广泛分布于地球的低温环境,包括南极、北极及高山地带的冻土、低温土壤和荒漠、冰川、湖泊、海冰,以及深海、冰洞和大气平流层等。栖息在这些低温环境中的细菌与古菌具有丰富的多样性,主要为α,β和γ-proteobacteria分支、cfb类群分支和革兰氏阳性细菌分支等。由于低温环境中的微生物流动性低,因而是研究微生物地理学理想的生态系统,有助于理解地球微生物的多样性、分布规律乃至形成机制。由于长期生活在冰冻环境中,低温细菌与古菌形成了多种适应低温环境的生理机制,如它们通过细胞膜脂类的组成来调节膜的流动性以维持正常的细胞生理功能;利用相容性溶质、抗冻蛋白、冰核蛋白及抗冰核形成蛋白等实现低温保护作用;产生冷激蛋白、冷适应蛋白和dead-boxrna解旋酶保持低温下rna的正确折叠、蛋白质翻译等重要的生命活动;另外还产生低温酶,提高能量产生和储存效率等以适应低温环境。随着dna序列分析技术的飞速发展,各类组学方法也用于揭示微生物全局性的冷适应机制。