細菌常因環境中溫度、酸鹼度、養分與離子濃度的變化,而遭逢到生存的壓力,為了在逆境中繼續生存、繁衍,細菌會藉由水平基因轉移 (Horizontal gene transfer、HGT) 的方式,由其他細菌處獲得新的蛋白質,以對抗生存環境的變化。由分子演化的觀點來看,愈重要、愈不可取代的蛋白質,在演化的過程中愈不會改變;站在結構生物學與網路生物學的角度,參與愈多交互作用的蛋白質,其結構和序列也會愈穩定。本研究以細菌的最小基因組為基礎,從430株細菌中篩選出40個各細菌均具有的蛋白質序列,進行系統性的分析,並且提出兩種可能的機制,探討在環境的變動之下,天擇 (Natural selection) 如何作用於細菌的蛋白質序列。 以16S rRNA將細菌分類之結果,與40個蛋白質將細菌分類之結果,在門的層次上分析比較後發現,40個細菌間共通的蛋白質中,有7個分別是SecY、LepA、MG_419、PrfA、DnaK、Obg、GyrA等,其分析結果與16S rRNA的較為相近,而根據其他文獻的研究,猜測是這些蛋白質因參與較多的分子間交互作用,使其序列與結構在不同的細菌中也能保持相似性;而AspS、DnaB、DnaJ、Deoxyribonuclease、Fus、GltX、GyrB、IleS、InfB、LueS、Map、MetS、 MG_024、MG_046、MG_222、MG_262、MG_311、MG_329、NusA、ParC、ParE、PheS、Pth、RpL16、 RpL20、Rps9、RpsC、SerS、TdhF、ThrS、TrpS、ValS等,其分析之結果與16S rRNA的較為不相近,而這些蛋白質大多都與細菌在使用能量方面有關係,猜測是細菌以生存而最佳化其能量利用為由,在彼此之間頻繁地交換這些蛋白質的基因,因此使這些蛋白質序列能在細菌間保持相似性。 原核生物的統一生命樹 (Universal Tree of Life),展現了物種之間的演化關係。隨著分子生物技術的進步,以及基因體時代的來臨,原核生物的演化分類法也與時俱進,然而,即使目前已可在基因體的層次上進行分析,對於水平基因轉移所扮演的腳色輕重,仍有很大爭議。如果水平基因轉移確實是個很重要的因素,則舊有僅考慮垂直演化的分類法 (如 16S rRNA),可能就不是非常完備的分類方式。