新發(fā)現(xiàn)的“驚奇微生物”解釋真核細(xì)胞復(fù)雜性的起源
中國微生物菌種查詢網(wǎng) / 2017-01-16 10:17:07
新研究中，提出了一組新發(fā)現(xiàn)的微生物，為“復(fù)雜的細(xì)胞生命是如何出現(xiàn)的”提供了新的視角。這項(xiàng)研究對(duì)于“數(shù)十億年前，構(gòu)成植物、真菌以及動(dòng)物和人類的復(fù)雜細(xì)胞類型，是如何從更簡單的微生物祖先逐漸演化的”提供了新的細(xì)節(jié)。
我們星球上的生命可以分為三大類。其中兩組是微小的微生物——細(xì)菌和古細(xì)菌。第三組生物包括所有可見的生命，如人類、動(dòng)物和真菌——統(tǒng)稱為真核生物。而細(xì)菌和古細(xì)菌的細(xì)胞一般都是小而簡單，真核細(xì)胞則是大型和復(fù)雜的細(xì)胞類型。這些復(fù)雜的細(xì)胞類型的起源一直是科學(xué)界的一個(gè)謎，但現(xiàn)在由烏普薩拉大學(xué)研究人員帶領(lǐng)的一個(gè)國際小組，已經(jīng)確定了一組微生物群，對(duì)于“從簡單到復(fù)雜細(xì)胞的進(jìn)化過渡”提供了獨(dú)特的見解。
根據(jù)著名生物學(xué)家CarlWoese的開創(chuàng)性工作，人們已經(jīng)知道，在某些時(shí)候真核生物與古細(xì)菌有一個(gè)共同的祖先。很明顯，共生——涉及兩種類型細(xì)胞之間的親密合作的一個(gè)過程，在這個(gè)過程中發(fā)揮了重要作用。大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為，一種共生關(guān)系——其中是古細(xì)菌宿主細(xì)胞與一種細(xì)菌，最終形成了真核生物。
該小組帶頭人、烏普薩拉大學(xué)細(xì)胞和分子生物學(xué)系的ThijsEttema指出：“復(fù)雜細(xì)胞類型的演變，是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，但我們卻對(duì)其知之甚少。通過使用新的方法，從無法在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的微生物得到基因組數(shù)據(jù)，我們確定了一組新的古細(xì)菌，與演化出真核細(xì)胞的宿主細(xì)胞相關(guān)。這是非常激動(dòng)人心的時(shí)刻?！?br />
ThijsEttema說：“這些生物是跟我們關(guān)系最近的微生物，我們對(duì)它們一無所知。目前的方法讓我們窺見了遺傳學(xué)的一角?！?br />
烏普薩拉大學(xué)細(xì)胞與分子生物學(xué)系的JimmySaw說：“我們的發(fā)現(xiàn)是基于對(duì)從環(huán)境中直接獲得的遺傳物質(zhì)的分析。我們實(shí)際上從未見過這些細(xì)胞。我們將這些新的古菌命名為Thor、Odin和Heimdall，與Loki一起，它們形成了Asgardarchaea。有趣的是，這些新的群體是在全世界各種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的，不僅僅是在深海里。到目前為止，它們?cè)诔练e物中最為豐富?！?br />
該研究提供了有力的證據(jù)表明，真核生物是從與這些Asgardarchaea近緣的一個(gè)譜系進(jìn)化而來的。KasiaZarembaNiedzwiedzka說：“在生命之樹上，Asgardarchaea與真核生物形成一個(gè)良好支持的分組。這表明，它們有一個(gè)共同的祖先。這部分研究相當(dāng)復(fù)雜，我們顯然會(huì)從更多的數(shù)據(jù)獲益。
但是，當(dāng)以更詳細(xì)的細(xì)節(jié)分析Asgard基因組時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了最大的驚奇。烏普薩拉大學(xué)細(xì)胞和分子生物學(xué)系的研究人員AnjaSpang說：“我們發(fā)現(xiàn)，Asgardarchaea與真核生物共享許多基因，包括參與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)形成、賦予真核生物細(xì)胞復(fù)雜特性的幾個(gè)基因。因此，這種基因，迄今只發(fā)現(xiàn)在真核生物中，表明這些古菌不知何故準(zhǔn)備變得復(fù)雜化。然而，這到底是如何發(fā)生的，目前還不是很明確?！?br />
ThijsEttema總結(jié)道：“如果我們可以分離或培養(yǎng)ThijsEttema細(xì)胞，并在顯微鏡下研究它們，這將是極好的。我相信，這將揭示關(guān)于復(fù)雜細(xì)胞進(jìn)化的更多重要線索。最終我們會(huì)發(fā)現(xiàn)微生物的祖先?！?