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YACOO: 北大西洋深海古菌:从原核到真核的桥梁

2015-05-15 来源:亚科官网

        科学家们普遍认为,20亿年前,单细胞结构简单的原核生物产生了结构更加复杂精细的真核生物。最终,这些真核生物不断发展,形成了今天丰富的生物种类,比如真菌,植物,还有我们这样的动物。然而,从原核到真核,这个转变的具体细节仍然无法得知。
        如今,科学家们在《Nature》刊文,宣布在北大西洋海底发现了一种新的古生菌Lokiarchaeota,被认为是在原核生物中与真核生物亲缘最近的生物。这个复杂的古菌类群,链接起了原核生物和真核生物,也证明了真核生物正是从原核生物发展而来,而新发现的这种古菌就是桥梁。遗传系谱分析表明,这种古菌中存在很多存在于真核生物的特征蛋白质类型,而且基因组的分析也表明了这种古菌和真核生物非常接近。
       科学家们在北大西洋的海沟底部的样品中发现了一种属于未发现的古菌类型。通过16sRNA序列分析,他们认为这是一种深海古菌群。更深入的测序分析认为,这种古菌属于TACK超门的一支。而这个样品中的古菌还可以进一步分成两种不同的群体。通过比较特征性蛋白,发现这个古菌群和真核生物很可能是从同一支起源的,而且他们很可能是存在着共同的祖先,然而也有可能性这种古菌是真核细胞生物的祖先。
       这种古菌中存在很多与膜泡运输和质膜变形相关的蛋白,而这些蛋白都是真核生物的特征性蛋白。这种膜泡运输和质膜变形相关的蛋白,很可能在原核细胞捕捉并内共生线粒体的过程中起着重要作用。一方面这些特征性蛋白拓宽了古菌中特征性蛋白的类群。而且这种古菌还能转录翻译一些很接近真核生物的核糖体蛋白。同时,像一些小的GTPase和肌动蛋白,在这种古菌和真核生物中也有很多相似性。
       通过基因组分析和蛋白质分析,发现了这种古菌和真核生物在分类关系上非常接近,很可能这种古菌就是真核生物的祖先。进一步的理化性质,代谢特征,以及细胞学特性的研究,应该能够弄清真核生物从古菌起源的本质。这将会为研究真核生物早期起源的黑暗世界迎来新的曙光。