上海交年夜陆地学院发现与真核生物退化关系更凑近的新古菌

起源：上海交年夜陆地学院 2021-08-11 12:39

近日，上海交通年夜学陆地学院王风平团队在国内权势巨子期刊《Science China Life Sciences》上在线颁发了以“Expanding Asgard members in the domain of Archaea sheds new light on the origin of eukaryotes”为题的研讨论文，陆地学院

近日，上海交通年夜学陆地学院王风平团队在国内权势巨子期刊《Science China Life Sciences》上在线颁发了以“Expanding Asgard members in the domain of Archaea sheds new light on the origin of eukaryotes”为题的研讨论文，陆地学院2020级博士生解瑞泽和性命迷信技术学院王寅炤副传授为独特第一作者，王风平传授为通信作者。

真核生物的呈现被以为是地球性命史上的严重演变变乱，真核生物来源和性命的真核化进程（Eukaryosis）始终是国内上性命和地球体系迷信研讨的热门前沿迷信成绩。今朝研讨学者广泛以为真核生物来源是基于内共生的进程：宿主细胞演变成细胞核，内共生（推测是α-变形菌）演变为线粒体。对于宿主细胞，研讨学者有两种完整分歧的概念，一种是Eocyte假说：以为宿主细胞起源于古菌（二域性命树）；另一种是Woese假说：以为宿主细胞自力演变而并非起源于古菌（三域性命树）。近年来，新古菌超门阿斯加德古菌（Asgard，北欧神话诸神的宫殿）的发现使二域性命树获得了迷信界越来越多的支持，包含体系发育退化阐发以及发现阿斯加德古菌领有年夜量“真核生物特有卵白”。然而，阿斯加德古菌超门中哪一分枝是真核生物的祖先仍有很年夜的不确定性。最初，一些欧洲学者以为洛基古菌（Ca. Lokiarchaeota）是与真核生物退化关系比来的分枝（Spang et al. Nature 2015）；随后，新的阿斯加德古菌被发现，与真核生物比来的物种被修正至海姆达尔古菌（Ca. Heimdallarchaeota， Zaremba-Niedzwiedzka et al. Nature 2017）。比来以深圳年夜学李猛传授和美国国立卫生研讨院Eugene V. Koonin传授牵头的团队发现了阿斯加德古菌新门类（包含新发现并定名的悟空古菌门Ca. Wukongarchaeota），以为真核生物能够来源于悟空-海姆达尔古菌独特祖先分枝（Liu et al. Nature 2021）。

为了得到对真核生物来源更多的意识，本研讨对来自于环球分歧情况的堆积物样品进行宏基因组测序以得到更多品种的阿斯加德古菌，通过火析发现了3个阿斯加德古菌新门，并以北欧神话中的人物进行定名，即涅尔德古菌（Njordarchaeota，涅尔德：海之神）、弗雷古菌（Freyrarchaeota，弗雷：战争之神）、西格恩古菌（Sigynarchaeota，西格恩：成功之神，洛基的老婆）。随后，作者严厉筛选代表物种并谨严选择激进卵白用于退化阐发，使用分歧模子构建体系产生树以扫除模子选择对退化阐发的烦扰，成果标明涅尔德古菌极有能够是今朝间隔真核生物比来的古菌物种（如下图）。通过对涅尔德古菌代谢特征阐发，提出了基于涅尔德古菌与代谢共生模子，即真核生物的古菌祖先应用氨基酸等小分子无机质发生乙酸或氢气与α-变形菌共生，这种恒久的互利共生关系能够招致终极的内共生及真核生物的呈现。

然而，关于答复真核生物来源仍有好多成绩必要解决。例如，今朝用于构建体系退化树的真核生物不够陈旧，而在漫长的演变进程中物种之间不时进行基因的互换交融，前期演变出的真核生物很能够曾经丧失了晚期真核生物所携带的“古菌信息”，这能够影响迷信家对真核生物与古菌退化关系的揣摸。本课题组今朝正在致力于发现晚期真核生物，其基因组中能够更多保留了晚期真核化进程的信息，关于答复真核生物来源会有极年夜帮忙。关于真核生物的来源与造成，今朝仍有好多的症结迷信成绩等候迷信家加倍深化的挖掘。(100yiyao.com）

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