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Nature:科学家发现细胞进化缺失环节

摘要 : 《自然》杂志上的一项研究称,新发现的一种微生物极有可能代表着从单细胞到复杂细胞进化过程中所缺失的一环。它的发现填补了生命进化过程中一个空缺已久的“真空地带”,有望为揭示复杂生命的起源和演化带来全新见解。

《自然》杂志上的一项研究称,新发现的一种微生物极有可能代表着从单细胞到复杂细胞进化过程中所缺失的一环。它的发现填补了生命进化过程中一个空缺已久的“真空地带”,有望为揭示复杂生命的起源和演化带来全新见解。

细胞是地球上所有生命的基本组成部分。细菌和微生物的细胞小而简单,而包括人类在内的,所有肉眼可见的生物的细胞类型则往往大而复杂。在科学界,这些复杂细胞的起源一直是个谜。

20世纪70年代,著名微生物学家和物理学家卡尔·乌斯发现了一种全新的微生物——古生菌,并认为它们是除原核生物(细菌)与真核生物(包括动物、植物和真菌)之外的“第三生物界”,震惊了整个科学界。此后的研究发现,真核生物或起源于古生菌,两者之间应该存在某种中间体的生命形式。但符合这一描述的生物却一直没有被发现。

在今天出版的《自然》杂志上,一个以瑞典乌普萨拉大学科学家为首的研究小组称,他们在位于格陵兰岛和挪威之间大洋水下2352米深处的一处热液喷口附近,发现了一种新型古生菌。这种被命名为“洛基”的古生菌,可能是最接近真核生物的一种原核生物,恰恰位于简单细胞到复杂细胞进化的过渡环节。

负责此项研究的乌普萨拉大学细胞和分子生物学系的瑟伊斯·埃特蒙说:“真核细胞起源这个问题极其复杂,很多线索都处于缺失状态,我们希望‘洛基’能揭示出这个谜题的更多线索。”

通过对“洛基”基因组的研究,研究人员发现,“洛基”与真核生物有很多共同的基因,拥有以前只在真核生物中发现过的蛋白质基因编码。这表明,细胞的复杂性在真核生物进化的早期阶段就已出现。埃特蒙说:“它代表着构成微生物的简单细胞和真核生物的复杂细胞之间的一个中间类型。将其置于生命树中时,这个想法得到了证实。”

乌普萨拉大学细胞与分子生物学系研究人员吉米·索斯说,“洛基”取自海底的火山系统,在类似的极端环境中,通常有许多未知的微生物,他们称之为“微生物暗物质”。他们希望通过用新的基因组技术探索这些“微生物暗物质”,找到复杂细胞进化的更多线索。

埃特蒙说:“在某种程度上,我们才刚刚开始。还有很多有待于发现的东西,我相信,在不久的将来,生物教科书还将面临更多的修改。”

总编辑圈点

生命何时、何处,特别是怎样起源的问题,作为一个亘古未解之谜始终困扰着学术界。历史上对这一问题存在诸多臆测和假说,并且屡有争议。随着认识的不断深入和各种不同证据的发现,人们对此有了更深入的研究。文中的新发现,或将为某种学说增添新的注解,并因此可能改写生物教科书,这是好事,正说明了科技的不断进步和人们认识的不断完善,与一些居心叵测的人修改历史教科书,绝对不可同日而语。

原文链接:

Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes

原文摘要:

The origin of the eukaryotic cell remains one of the most contentious puzzles in modern biology. Recent studies have provided support for the emergence of the eukaryotic host cell from within the archaeal domain of life, but the identity and nature of the putative archaeal ancestor remain a subject of debate. Here we describe the discovery of ‘Lokiarchaeota’, a novel candidate archaeal phylum, which forms a monophyletic group with eukaryotes in phylogenomic analyses, and whose genomes encode an expanded repertoire of eukaryotic signature proteins that are suggestive of sophisticated membrane remodelling capabilities. Our results provide strong support for hypotheses in which the eukaryotic host evolved from a bona fide archaeon, and demonstrate that many components that underpin eukaryote-specific features were already present in that ancestor. This provided the host with a rich genomic ‘starter-kit’ to support the increase in the cellular and genomic complexity that is characteristic of eukaryotes.

来源: Nature 浏览次数:0

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