根据进化论,数十亿年前,地球上所有生命的单细胞共同祖先分裂成细菌和古细菌。现在,科学家们已经基因工程改造出一种结合了这两个域特征的微生物,从而深入了解这一关键事件是如何发生的。
细菌和古细菌都是缺乏细胞核的单细胞生物,但它们具有独特的遗传和化学组成。例如,它们的细胞膜由两种不同的脂肪分子(称为脂类)组成。关于这些域之间分裂的一个长期假设是,它们共同祖先的膜包含两种脂类,这使得它不稳定,可能容易渗漏——并且在进化上不太有利。
荷兰的微生物学家决定通过重建具有混合脂膜的原始生物体来检验这一概念。他们将古细菌脂类的基因剪接到Escherichia coli细菌中,然后改造这些生物体的代谢,以提高制造这些脂类所需分子的产量。研究人员在四月份的《Proceedings of the National Academy of Sciences USA》上报告说,由此产生的E. coli菌株的细胞膜含有高达 30% 的古细菌脂类和 70% 的细菌脂类。
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令研究团队惊讶的是,新细胞成功生长,混合膜也很稳定。“这使天平倾向于古细菌-细菌分离的其他历史原因,”美国国立卫生研究院的进化和计算生物学家尤金·库宁说,他为该杂志编辑了这篇论文。
格罗宁根大学的研究合著者阿诺德·德里森说,另一种可能性是,不存在一个共同祖先,“而是多种生命形式的混合物。” 德里森说,更离奇的情况是,祖先没有膜,而是“只是受粘土颗粒保护的汤。”