Nature解開科學謎題：生命起源的缺失環節

　　本周發表在《自然》（Nature）的一項新研究中，來自瑞典烏普薩拉大學的一個研究小組，發現了一種新的微生物，是復雜生命進化過程中所缺少的一環。這項研究，對于“數十億年前，構成植物、真菌以及動物和人類的復雜細胞類型，是如何從簡單的微生物進化而來的”提供了新的認識。延伸閱讀：PNAS：動物起源理論受到挑戰。

　　細胞是地球上所有生命的基本構建塊。然而，細菌和其他微生物的細胞小而簡單，而所有可見的生命，包括我們人類，一般是由大的、復雜的細胞類型構成。這些復雜細胞類型的起源一直是科學界的一個謎，但是現在，來自烏普薩拉大學的研究人員，發現了一組新的微生物，代表著從簡單細胞到復雜細胞的進化過渡中所缺失的一環。

　　在上世紀70年代，著名生物學家Carl Woese發現了一組全新的微生物——古細菌，并發現，這些微生物代表生命之樹的一個分支，當時這一發現震驚了整個科學界。盡管古細菌的細胞，像細菌那樣簡單和微小，但是研究人員發現，古細菌與復雜細胞類型構成的生物——統稱為“真核細胞”，更加密切相關。這一觀察已經困擾了科學家們幾十年：真核生物的復雜細胞類型是如何從古細菌的簡單細胞演化而來？

　　在這項研究中，來自瑞典烏普薩拉大學的研究人員，與卑爾根（挪威）和維也納（奧地利）高校的研究人員合作，報道了一組新發現的古細菌——Lokiarchaeota（簡稱Loki），并確定它是真核細胞起源中缺失的一環。

　　烏普薩拉大學細胞和分子生物學系的Thijs Ettema帶領了這項研究，他指出：“真核細胞起源這個難題是極其復雜的，許多線索仍然的缺失的。我們希望，Loki將揭示這個謎題的更多線索，但是當我們得到第一個結果時，我們無法相信自己的眼睛。數據看起來很壯觀。”

　　Thijs Ettema說：“通過研究它的基因組，我們發現，Loki代表著構成微生物的簡單細胞和真核生物的復雜細胞類型之間的一個中間類型。”當Loki被放置在生命樹中時，這個想法被證實。

　　烏普薩拉大學參與這項研究的一位資深科學家稱：“在我們的分析中，Loki與真核生物被強有力地聚到了一起。”

　　本文共同第一作者、烏普薩拉大學細胞與分子生物學系研究人員Anja Spang說：“此外，我們發現，Loki與真核生物共有許多基因，從而表明細胞復雜性出現在真核生物進化的一個早期階段。”

　　名字Lokiarchaeota來源于靠近其發現地Loki's Castle的惡劣環境，位于格陵蘭島和挪威之間2352米深的大洋中脊的一個熱液噴口系統。

　　挪威卑爾根大學的Steffen J?rgensen參與了Loki的取樣工作，他指出：“熱液噴口是位于海底的火山系統。在那里Loki受火山活動的影響很大，但實際上溫度相當的低。”

　　本文共同第一作者、烏普薩拉大學細胞與分子生物學系研究人員Jimmy Saw說：“極端環境通常包含許多未知的微生物，我們稱之為微生物暗物質。”

　　通過用新的基因組學技術探索微生物的暗物質，Thijs Ettema和他的團隊希望找到關于復雜細胞進化的更多線索。

　　Thijs Ettema說：“在某種程度上，我們才剛剛開始。還有很多有待于發現的東西，我相信，在不久的將來，我們將必須更經常修改我們的生物學教科書。”