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【极端微生物、基因组学和外星生物的介绍】极端微生物在冰、沸水、酸、核反应堆的水芯、盐晶体和有毒废物以及一系列其他以前被认为不适合生命生存的极端栖息地中茁壮成长 。 极端微生物包括所有三个领域的代表；然而 ， 大多数是微生物 ， 其中很大一部分是古生菌 。 对极端微生物栖息地的了解正在扩大可能成为探索目标的外星地点的数量和类型 。 此外 ， 当代生物学研究正受到基因组序列和极端微生物相关功能研究的日益普及的推动 。 这将导致识别新的生物标志物、准确评估细胞进化、深入了解微生物在陨石中和全球灭绝期间的生存能力 ， 以及了解如何处理和检查环境样本以检测可行的生命形式 。
领域的定义和描述
极端动物是在极端条件下不仅能生存而且能茁壮成长的生物 。 这与可以耐受并在极端条件下生存但在不太极端的条件下以最佳方式生长的有机体形成对比 。 “极端”一词是从人类中心派生的 ， 因此为可能被认为是极端的事物提供了重要的范围 ， 在地球上 ， 存在着能够支持生命的极端环境的多样性 。
确定极端微生物使用的适应策略可能会受益于基因组学的快速发展 。 完整基因组序列的数量从1995年7月首次发表的流感嗜血杆菌增加到63种不同微生物的完整基因组序列 ， 2001年10月完成的第三个基因组序列是超嗜热古细菌 ， 大部分已发表的基因组是针对极端微生物的 ， 包括11种古细菌和5种超嗜热、嗜热、嗜盐、贫营养、抗辐射、嗜酸或耐酸的细菌 。 基因组序列提供了大量关于遗传潜力的信息 ， 对这些信息的适当分析可能会揭示细胞特定特征的基础 ， 分析基因组以阐明蛋白质热稳定性的分子决定因素和分析嗜盐古细菌的基因组以确定适应高盐的机制 。
然而 ， 根据感兴趣的细胞目标 ， 识别特定特征的基因组基础可能仍然是一个挑战 。 定义耐辐射的极端辐射抗性的努力说明了这一点 ， 这表明辐射抗性可能是由于几种不同的生物学机制 。 显然 ， 基因组为全面的计算机研究提供了起点；然而 ， 最大的进步将来自对基因功能的全球分析 。 通过对耐酸细菌幽门螺杆菌中基因表达的微阵列分析 ， 和新月茎杆菌中的细胞周期控制 ， 说明了用于检查极端微生物的功能研究的实用性 。 其他功能研究包括蛋白质组学分析生长速率控制和饥饿控制的贫营养细菌以及鞭毛蛋白基因和蛋白质修饰的控制 。
另一个例子是来自蛋白质的结构基因组分析 。 微生物基因组的快速进展将继续为极端微生物进化和细胞功能提供重要的见解 。 在正在进行的0.130个微生物基因组项目中 ， 至少10个用于极端微生物 。 观察产甲烷古生菌基因组分析的结果将特别有趣 ， 目前 ， 没有任何嗜冷生物的完整基因组序列 。 完成这两种南极古生菌的基因组将为在接近零温度下的生存和适应提供第一个蓝图 。
此外 ， 与上述产甲烷菌的基因组相关 ， 这将是首次研究一组涵盖生命极端温度的代谢和系统发育相似的生物体中的细胞适应性的重要环节 。 从本质上讲 ， 基因组序列的可用性为对地球上所有生命形式的进化做出合理解释提供了必要的信息 ， 重要的是 ， 这些研究可以提供对复杂生命不可能进化的地方中可能发现的生物类型的洞察 。
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