−15 °Cにおける細菌の成長；永久凍土細菌Planococcus halocryophilus Or1からの分子の洞察

高北極の永久凍土から分離されたPlanococcus halocryophilus株Or1は、これまでで示された最低温度である−15 °Cで成長し分裂し、−25 °Cの凍結した永久凍土のミクロコズム内で代謝的に活動しています。P. halocryophilus Or1がその母国の永久凍土生息地を特徴づける零下および浸透的に動的な条件下でどのように活動を維持するかを理解するために、−15 °Cおよび18% NaClでの成長のゲノム、細胞生理学、およびトランスクリプトームを最適（25 °C）温度と比較して調査しました。零下での成長は、細胞を取り囲む異常な細胞膜の特徴と一致し、細胞質膜は飽和脂肪酸と分岐脂肪酸の比率を高める方向に著しく再構成されています。3.4 Mbpのゲノムの分析により、寒冷および浸透特異的適応メカニズムの一群が存在し、タンパク質の柔軟性を高めるアミノ酸の分布が示されました。ゲノムの17%内での冗長性は、P. halocryophilus Or1がストレス下での成長を維持するためにアイソザイム交換を利用できることを可能にする可能性があります（オスモライト取り込み遺伝子の複数コピー（OpuおよびPro遺伝子）を含む）。トランスクリプトームデータセット間でアイソザイム交換が観察され、細胞分裂、脂肪酸合成、溶質結合、酸化ストレス応答、転写調節に関与する多コピー遺伝子の選択的上方調節が見られました。タンパク質の柔軟性、資源効率、ゲノムの可塑性、および相乗的適応の組み合わせは、浸透および寒冷ストレスに対抗する可能性があります。これらの結果は、胞子を形成しないP. halocryophilus Or1がその北極の永久凍土生息地（周囲温度∼−16 °C）での活動的な成長に特化していることを示唆しており、そのような凍結環境が以前考えられていたよりも活発な微生物生態系を含んでいることを示しています。