巨型病毒参与构建首个复杂细胞

数十年来，地球上复杂生命起源的故事一直被视为两种微生物的合伙：一个作为宿主的古菌和一个成为线粒体的细菌。11月13日发表于《自然》的一项研究颠覆了这一叙事，发现所有动物、植物、真菌和原生生物的共同祖先从更广泛的角色中获取了基因组——包括额外的细菌群体和巨型病毒。

众星云集的舞台

由巴塞罗那IRB与巴塞罗那超级计算中心的Toni Gabaldón博士领导的研究团队，使用MareNostrum超级计算机耗时五年多，重建了最后一个真核生物共同祖先（LECA）的蛋白质组。通过追溯现存真核生物数千个基因家族的进化历史，团队识别出来自线粒体之外的细菌谱系的贡献。

两个细菌群体留下了特别深刻的印记：黏球菌门（Myxococcota），可能贡献了与脂质代谢相关的基因；以及浮霉菌门（Planctomycetota），似乎与真核细胞标志性的内部区室形成有关。分析表明这些贡献在不同时间到达：浮霉菌门的信号更古老，而黏球菌门与线粒体祖先的信号在时间上更接近。

“长期以来，我们一直将复杂细胞的起源解释为两个主角的故事：一个古菌和一个产生线粒体的细菌，”Gabaldón在声明中说，“我们的研究表明这一叙事是不完整的，舞台上还有更多演员，包括其他细菌群体和可能促进了基因交换的巨型病毒。”

巨型病毒登场

研究中最出乎意料的发现之一是核质大DNA病毒（Nucleocytoviricota）——一组巨型病毒的参与。作者提出，这些病毒并非简单的寄生虫，而是充当了在同环境中微生物之间穿梭DNA的载体——帮助塑造了真核祖先的基因组。

该研究并未削弱线粒体在真核进化中的核心作用。相反，它重新将复杂细胞的起源描绘为一个更漫长、更渐进的过程，涉及微生物群落而非单一的合并事件。研究者认为，LECA很可能起源于一个微生物密集的环境，共生和基因转移在那里是常态。

重要意义

真核复杂性如何产生的问题仍是生物学中最具争议的谜题之一。新发现提供了一个框架：从简单细胞到复杂细胞的飞跃并非单一事件，而是一场跨越数百万年的持久合作——涉及生命之树内外的各种生物。

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