Asgard archaea (Asgardarchaeota) 被认为是已知的真核生物最近亲属,真核生物是生物体(包括动物、植物和真菌),其细胞含有细胞核和其他膜结合细胞器。它们的基因组包含数百种真核蛋白质,这激发了关于真核细胞进化的假说。在新的研究中,来自维也纳大学、苏黎世联邦理工学院和慕尼黑路德维希马克西米兰大学的科学家们能够培育出一种名为“ Candidatus Lokiarchaeum ossiferum”的仙宫古菌,并使用低温电子断层扫描术对其细胞结构进行了表征。
维也纳大学研究员蒂亚戈·罗德里格斯-奥利维拉 (Thiago Rodrigues-Oliveira) 及其同事说:“在发现古细菌作为细菌之外的一个独立谱系后不久,分子和系统发育研究表明,古细菌和真核生物之间存在深刻的共同进化血统。”
“然而,直到最近才发现第一个Lokiarchaeia和更广泛的Asgardarchaeota superphylum证实了一种独特的关系以及古细菌可能直接出现真核细胞。”
“事实上,真核生物与 Asgard archaea 形成了一个直接的姐妹群,甚至在大多数系统发育分析中出现在这个门内。”
在研究中,科学家们成功地培养出了一种高浓度的仙宫古菌代表。
这种微生物被命名为“ Candidatus Lokiarchaeum ossiferum”,是从一条小河口运河的浅层沉积物中分离出来的,这条河口运河定期从斯洛文尼亚皮兰海岸附近的地中海接收水。
它在 20 摄氏度的有机碳源下厌氧生长,每 7-14 天分裂一次,达到每毫升 5000 万个细胞的细胞密度,并且与之前培养的单一 Asgard ‘ Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum ’ 相比具有明显更大的基因组拉紧。
“在实验室的稳定培养物中获得这种极其敏感的生物体非常棘手和费力,”Rodrigues-Oliveira 博士说。
作者使用现代冷冻电子显微镜对“ Candidatus Lokiarchaeum ossiferum”的休克冷冻细胞进行了成像。
“这种方法可以对内部细胞结构进行三维观察,”苏黎世联邦理工学院研究员 Martin Pilhofer 博士说。
“这些细胞由圆形细胞体和薄的、有时很长的细胞延伸组成,”同样来自苏黎世联邦理工学院的 Florian Wollweber 博士补充道。
“这些触手状结构有时甚至似乎将不同的细胞体相互连接起来。”
根据该团队的说法,' Candidatus Lokiarchaeum ossiferum' 的细胞包含广泛的肌动蛋白丝网络,这被认为是真核细胞所独有的。
这表明,在第一个真核生物出现之前,古细菌中就出现了广泛的细胞骨架结构,并为围绕生命史上这一重要而壮观的事件的进化理论提供了燃料。
“我们的新生物‘ Candidatus Lokiarchaeum ossiferum’具有巨大的潜力,可以为真核生物的早期进化提供进一步的突破性见解,”维也纳大学研究员 Christa Schleper 博士说。
“花了六年时间才获得稳定和高度丰富的培养物,但现在我们可以利用这些经验进行许多生化研究,并培养其他仙宫古细菌。”
这项研究在《自然》杂志上的一篇论文中有所描述。
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