最新研究：植入細(xì)菌的真菌為了解復(fù)雜生命起源提供線索！
小楊 / 2024-10-08 09:32:00
百歐博偉生物：英國《自然》雜志刊登的一項(xiàng)新研究顯示，科研人員使用一根微小的空心針和一個(gè)自行車打氣筒，成功將細(xì)菌植入一個(gè)真菌中，創(chuàng)造了一種類似于引發(fā)復(fù)雜生命進(jìn)化的關(guān)系。這項(xiàng)研究有助了解10億多年前產(chǎn)生特殊細(xì)胞器——線粒體和葉綠體的配對(duì)起源。
科學(xué)界一個(gè)主要觀點(diǎn)認(rèn)為，昆蟲和真菌等許多生命形式中都存在內(nèi)共生關(guān)系，即一種微生物在另一個(gè)有機(jī)體的細(xì)胞內(nèi)和諧生活。比如，當(dāng)細(xì)菌在真核細(xì)胞的祖先體內(nèi)居住時(shí)，負(fù)責(zé)細(xì)胞能量生產(chǎn)的細(xì)胞器——線粒體進(jìn)化了；當(dāng)植物的祖先吞下光合微生物時(shí)，葉綠體就出現(xiàn)了。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員利用納米級(jí)的微小針頭刺穿宿主細(xì)胞，每次向宿主細(xì)胞內(nèi)遞送一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞。在經(jīng)歷多次失敗后，研究人員將一種名為根瘤菌的細(xì)菌植入到名為小孢根霉的真菌后，產(chǎn)生了一種毒素來保護(hù)真菌不被“捕食”，從而成功建立了一種自然共生關(guān)系。
由于小孢根霉的細(xì)胞壁很厚，可以保持較高的內(nèi)部壓力，所以在用針頭刺穿細(xì)胞壁后，研究人員使用自行車打氣筒以及空氣壓縮機(jī)，來保持足夠的壓力輸送根瘤菌。隨后研究人員觀察到，小孢根霉繼續(xù)它們的生命周期并產(chǎn)生孢子，其中一部分含有根瘤菌。當(dāng)這些孢子萌發(fā)時(shí)，根瘤菌也存在于下一代小孢根霉的細(xì)胞中。這表明新的共生關(guān)系可以傳遞給后代。
但含菌孢子的萌發(fā)成功率較低。在混合的孢子群體中，那些帶有根瘤菌的孢子在繁殖兩代后消失了。研究人員利用熒光細(xì)胞分選器來選擇含有根瘤菌的孢子，并只繁殖這些孢子。經(jīng)過10代繁殖后，含有根瘤菌的孢子的萌發(fā)幾率有所提高。研究人員通過基因組測序發(fā)現(xiàn)一些與真菌萌發(fā)成功率提高有關(guān)的突變。
研究人員指出，未來有望在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，培育出新型生物，使其具備消耗二氧化碳或者大氣中氮?dú)獾饶芰Α?/div>
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