對最近發現的五種微觀真核生物的詳細分析發現,其中一種似乎完全沒有線粒體。如果是這樣的話,利氏大彎單胞菌將加入一個高度排他性的俱樂部,成為第一個被發現失去線粒體的自由生活的真核生物。
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“線粒體是細胞的動力源!”你可能還記得學生時代的這句話,這是真的。線粒體是我們體內幾乎每個細胞中都存在的微小細胞器,對於維持生命至關重要。這線粒體的獲得追溯到進化時代,被認為是通向真核生物道路上的關鍵事件包括所有動物,和真菌。
但大自然喜歡拋出曲線球,近年來出現了一些似乎在沒有典型線粒體的情況下也能相處得很好的真核生物。第一個在沒有它們的情況下進行管理的人出現在形式為獨角獸類化合物。與一些含有線粒體的極端微生物不同,這些線粒體已被改造得幾乎無法識別,獨角獸類化合物據該組織稱,缺乏“所有標誌性線粒體蛋白”研究作者.
原因獨角獸類化合物沒有這樣一個重要的套件也能生存下來的原因是它生活在氧氣非常貧乏但營養豐富的環境中:在其他動物的內臟裡。就研究樣本而言,它是從龍貓的腸道中分離出來的。通過簡單地從這些環境中吸收營養,並從鄰近細菌“借用”基因來實現其他重要的線粒體功能,獨角獸類化合物已經適應了無強者的生活。
這獨角獸類化合物屬屬於 Metamonada 門。迄今為止我們研究過的所有其他元單胞菌都具有這些高度修飾的線粒體,稱為線粒體相關細胞器或 MRO。一個更為人所知的例子是寄生蟲藍氏賈第鞭毛蟲以其不尋常的雙核細胞生物學及其以大量腹瀉的形式造成人類痛苦的能力而聞名。賈第鞭毛蟲包含非常簡單的 MRO,稱為線粒體.
雖然有些元單胞菌,例如獨角獸類化合物和賈第鞭毛蟲作為寄生蟲或共生體生活在其他生物體內,一項新的研究開始對最近發現的五種自由生活的後單胞菌進行更仔細的分析。
這些生物體是來自兩個屬的物種,土蜂屬和巴塞羅納。該研究的作者由達爾豪斯大學的謝爾比·K·威廉姆斯 (Shelby K. Williams) 領導,為每個物種繪製了基因組、轉錄組和蛋白質組草圖,盡可能描述了這些單細胞生物所擁有的全部基因、RNA 轉錄本和蛋白質。
系統發育分析表明,這兩個屬共同形成了自己的進化枝,作者將其命名為“BaSK”。當談到它們的 MRO 時,BaSK“表現出一定程度的 MRO 減少水平,這在自由生活的元單胞菌中並不常見,並且與寄生雙單胞菌中發現的減少無關[例如賈第鞭毛蟲],”作者解釋道。
正如獨角獸類化合物不得不借用細菌的一些機制,所有的 BaSK 都獲得了系統來取代線粒體的關鍵成分之一,鐵硫簇系統。這對於組裝許多細胞蛋白質所需的鐵和硫分子組至關重要。
但即使在這一系列經過認證的生物怪人中,也有一位脫穎而出。利氏大彎單胞菌似乎根本沒有線粒體途徑。
作者寫道:“沒有任何蛋白質被自信地分配給該生物體的預測 MRO 蛋白質組,這表明該細胞器已經丟失。”如果是這樣的話利特里亞沙門氏菌沒有任何 MRO,這將使其成為失去細胞器的自由生活元單胞菌的第一個例子——記住,獨角獸類化合物是共生體。
這是一個有趣的問題,需要更多的研究才能真正弄清楚它的真相。除其他外,作者建議進一步的研究需要弄清楚如何以及在哪裡利特里亞沙門氏菌使其 ATP(細胞能量來源)無需氧氣。但我們可能正在尋找一種“完全沒有”線粒體的自由生活的真核生物的首次發現。
只是去展示一下,確實有每條規則。
該研究發表於自然通訊.









