一個 "缺失的環(huán)節(jié)"

這種阿斯加德古菌的成員表現(xiàn)出獨特的細胞特征,并可能代表了通往更復(fù)雜生命形式(如動物和植物)的環(huán)節(jié)進化"缺失環(huán)節(jié)"。這項研究最近發(fā)表在《自然》雜志上。環(huán)節(jié)
地球上的環(huán)節(jié)所有生命形式被分為三個主要領(lǐng)域:真核生物、細菌和古細菌。環(huán)節(jié)真核生物包括動物、環(huán)節(jié)植物和真菌等群體。環(huán)節(jié)它們的環(huán)節(jié)細胞通常要大得多,乍一看比細菌和古細菌的環(huán)節(jié)細胞更復(fù)雜。例如,環(huán)節(jié)真核生物的環(huán)節(jié)長春外圍模特上門服務(wù)(薇WhatsApp+189-4143)提供全國外圍女上門、伴游,空姐,網(wǎng)紅,明星,學(xué)生上門預(yù)約服務(wù) 同城30分鐘內(nèi)到達 面到付款遺傳物質(zhì)被包裝在細胞核中,細胞還有大量的其他隔室。真核細胞內(nèi)的細胞形狀和運輸也是以廣泛的細胞骨架為基礎(chǔ)。但是,進化到如此復(fù)雜的真核細胞是如何產(chǎn)生的呢?

目前最流行的進化理論之一是假設(shè)真核生物(包括動物、植物和真菌)是由阿斯加德古生物與細菌的融合而產(chǎn)生的。資料來源:蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院弗洛里安-沃爾韋伯(Florian Wollweber)。
目前的大多數(shù)模型認為,古細菌和細菌在真核生物的進化過程中起著核心作用。一個真核細胞的原始細胞被認為是由大約20億年前的古細菌和細菌之間的緊密共生關(guān)系演變而來的。2015年,對深海環(huán)境樣本的基因組研究發(fā)現(xiàn)了所謂的阿斯加德古菌群,它們在生命樹上代表了真核生物的最親近親屬。阿斯加德細胞的第一張圖像于2020年由一個日本小組從富集培養(yǎng)物中公布。
Christa Schleper在維也納大學(xué)的工作小組現(xiàn)在首次成功地培養(yǎng)出了這一群體的一個較高濃度的代表。它來自斯洛文尼亞皮蘭海岸的海洋沉積物,但也算得上是維也納的居民,例如多瑙河沿岸的沉積物,由于其生長到高細胞密度,這種代表可以被研究得特別好。維也納大學(xué)古細菌工作組的博士后、該研究的第一作者之一Thiago Rodrigues-Oliveira報告說:"要在實驗室中獲得這種極其敏感的生物體的穩(wěn)定培養(yǎng)是非常棘手和費力的。"

共同第一作者Rafael Ponce在斯洛文尼亞皮蘭的塞卡運河取樣海洋沉積物
維也納小組在培養(yǎng)高度富集的阿斯加德代表方面取得了顯著的成功,終于可以通過顯微鏡對細胞進行更詳細的檢查。馬丁-皮爾霍夫(Martin Pilhofer)小組的ETH研究人員使用了一臺現(xiàn)代低溫電子顯微鏡來拍攝震凍細胞的照片。這種方法能夠三維地了解細胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

Lokiarchaeum ossiferum細胞的掃描電子顯微照片,顯示長而復(fù)雜的細胞突起
"這些細胞由圓形的細胞體組成,帶有細長的、有時非常長的細胞突起。這些觸角狀結(jié)構(gòu)有時甚至似乎將不同的細胞體相互連接起來,"弗洛里安-沃爾韋伯說,他花了幾個月時間在顯微鏡下追蹤這些細胞。這些細胞還包含一個廣泛的肌動蛋白絲網(wǎng)絡(luò),被認為是真核細胞所特有的。這表明,在第一個真核生物出現(xiàn)之前,古細菌中就出現(xiàn)了廣泛的細胞骨架結(jié)構(gòu),并為圍繞生命史上這一重要而壯觀的事件的進化理論提供了支撐。
微生物學(xué)家Christa Schleper評論說:"我們的新生物,即Lokiarchaeum ossiferum,有很大的潛力為真核生物的早期進化提供進一步的突破性的見解。我們花了六年之久才獲得一個穩(wěn)定和高度富集的培養(yǎng)物,但現(xiàn)在我們可以利用這一經(jīng)驗進行許多生化研究,也可以培養(yǎng)其他阿斯加德古菌。"此外,科學(xué)家們現(xiàn)在可以利用ETH開發(fā)的新成像方法來研究,例如,阿斯加德古菌和它們的細菌伙伴之間的密切互動。今后還可以研究基本的細胞生物學(xué)過程,如細胞分裂,以闡明這些機制在真核生物中的進化起源。
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