北大西洋古菌:从原核到真核的桥梁 膜泡运质膜变蛋捕生线粒

顾汉现

北大西洋深海古菌：从原核到真核的桥梁

2015-05-15 11:24



2015年5月15日讯/生物谷BIOON/   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。

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature14447.html

长江

作者：Thijs J. G. Ettema

来源：《自然》

发布时间：2015/5/26 14:04:50

科学家发现细胞进化缺失环节 介原核生物（细菌）与真核生物间之古生菌

发表在《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。”（王小龙）

http://www.nature.com/nature/jou ... bs/nature14447.html

长江

古生菌：

http://baike.baidu.com/link?url= ... 9aiwLI8Pfaco3dWHotq

极端微生物（古生菌）可处理高氯酸盐：

http://www.cas.cn/xw/kjsm/qkzl/201304/t20130416_3820010.shtml

海洋古生菌在蛋白降解中起作用：

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/4/277101.shtm

细菌：

http://baike.sogou.com/v56754.htm