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起源于约27.2亿年前 华东师大团队定位真核生物起源时间
2025年05月08日 16:54:23
来源：化工仪器网 点击量：5274
华东师范大学河口海岸全国重点实验室研究团队联合深圳大学研究团队，以我国红树林湿地和河口盐沼湿地为“天然实验室”，耗时6年采集沉积物样本，利用计算生物学研究技术，将真核生物起源位置精确定位为海姆达尔纲的姐妹类群。揭示了真核细胞的起源时间可能约在27.2亿年前，早于地球大氧气事件。为理解真核细胞形成机制提供重要的线索。
真核生物是一类具有真核细胞结构的生物，其细胞内包含一个或多个由核膜包裹的细胞核，以及其他膜结合细胞器。与原核生物相比，其在细胞结构上存在显著差异，这些差异导致了真核生物在进化、生态位和功能上的多样性。而真核生物本身又与物种起源有着密切的联系，这也导致了真核生物的起源成为了进化生物学界孜孜以求的难题。
随着相关研究的不断深入，近年来针对真核生物的起源已经有了大致的方向，不少发现证明真核生物可能起源于古菌中的“阿斯加德古菌”，但起源于阿斯加德古菌的哪一支类群却依旧存在争议。而最近，华东师大团队参与的一项研究似乎为解答该问题提供了一个重要的方向。
据悉，华东师范大学河口海岸全国重点实验室研究团队联合深圳大学研究团队，以我国红树林湿地和河口盐沼湿地为“天然实验室”，耗时6年采集沉积物样本，利用计算生物学研究技术，将真核生物起源位置精确定位为海姆达尔纲的姐妹类群。揭示了真核细胞的起源时间可能约在27.2亿年前，早于地球大氧气事件。为理解真核细胞形成机制提供重要的线索。
研究过程中，团队整合新组装的223个高质量的阿斯加德古菌基因组和NCBI数据库现存的基因组，构建了一个包含411个阿斯加德古菌基因组的数据集。并且针对最新的数据集，重新选取多套标志蛋白，结合系统基因组学方法，以高置信度将真核生物定位到阿斯加德古菌海姆达尔纲之外，与海姆达尔纲互为姐妹类群。
在阐明真核生物在阿斯加德古菌中确切位置之后，研究团队通过分子定年与祖先代谢重构，推断出阿斯加德古菌与真核生物的最后共同祖先(LAECA)约出现于27.2亿年前。该祖先可能是一个使用氢气作为电子供体的厌氧产乙酸古菌，具有完整的古菌型伍德-隆达尔途径，为其进行依赖氢气进行化能自养生长提供了可能。
并且该研究也支持了真核生物的氢起源假说。依据研究成果，LAECA基因组中编码不完整的有氧呼吸链中的末端氧化酶，可能是通过水平基因转移从兼性好氧的共生菌中获取，并参与低氧条件下的解毒功能。更重要的是，LAECA包含多种对氧气非常敏感的参与细胞关键代谢途径的酶，因此它们最初可能是在太古宙缺氧的深海环境中进行厌氧生长。即真核生物起源于一个依赖氢气的古菌宿主与一个产氢细菌的融合。
目前，该成果已刊登于《自然》杂志上，并且在华师大有具体的内容，感兴趣的读者可以自行查阅学习。
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