阿斯加德古菌：这些单细胞生物是我们的微生物祖先吗？

包括我们人类在内的所有复杂生命（真核生物）中发现的防御系统很可能是从被称为数十亿年前。根据最近的研究，这些单细胞生物是我们先天免疫系统的两个关键元素的来源：毒蛇素和阿尔戈内特素。

阿斯加德古菌（Asgard archaea）——也称为阿斯加古菌（Asgardarchaeota）——是一类含有真核特征蛋白的古菌。

最新研究团队在阿斯加德古菌中发现了 2,610 个完整的防御系统。阿斯加德防御系统由 89 个独特的系统组成，包括 viperins 和 argonautes。这两种蛋白质在所有复杂生命的免疫系统中发挥着重要作用。研究人员总结说，虽然它们的版本存在于细菌中，但真核生物中存在的版本与阿斯加德古菌更密切相关。

研究小组在论文中写道：“我们的研究结果证明，Asgardarchaeota 在真核生物抗病毒防御系统的起源中发挥了重要作用。”

换句话说，“这进一步证明了阿斯加德人是我们的微生物祖先，”综合生物学和海洋科学副教授、资深作者布雷特·贝克在一篇陈述。“它说真核生物不仅获得了我们以前在阿斯加德星球上见过的所有这些丰富的结构蛋白，现在它还说真核生物的一些防御系统甚至来自阿斯加德星球。”

蝰蛇能检测外来 DNA，并能以某种方式编辑它，使细胞无法复制。而阿尔戈英雄则会切碎 DNA——这两种策略都有助于阻止病毒传播。在更复杂的生命形式中，阿尔戈英雄还能通过 RNA 沉默阻止病毒制造蛋白质。

“病毒感染是我们自生命开始以来就面临的进化压力之一，始终拥有某种防御手段至关重要，”荷兰拉德堡德大学助理教授、贝克实验室博士后研究员佩德罗·莱昂 (Pedro Leão) 解释道。因此，保留这些机制是有道理的：“当细菌和古细菌发现了有效的工具时，它们就被传承下来，至今仍然是我们第一道防线的一部分，”莱昂补充道。

最初，研究小组研究了生命之树，以确定与免疫有关的密切相关蛋白质。然后，他们使用名为 ColabFold 的 AI 工具，能够预测那些具有相似氨基酸序列（蛋白质的组成部分）的蛋白质是否也具有相似的结构，这反过来又表明了相似的功能。

研究人员写道：“阿斯加德毒蛇蛋白和阿戈纳蛋白与真核蛋白具有结构同源性”，这意味着它们在生命之树上看起来非常相似。“系统发育分析表明真核毒蛇蛋白源自阿斯加德毒蛇蛋白。”

同样，“真核生物和细菌的 argonaute 蛋白似乎起源于 Asgardarchaeota。”

为了证明 Asgard 蛋白对免疫力的影响，研究作者从古生菌中提取了 viperins，并将其克隆到细菌中。当面对病毒时，viperins 会表现出抗噬菌体活性，这意味着它们为细菌提供了一些免疫保护。

这些发现支持了这样一种观点：我们要感谢阿斯加德古菌，它们为我们提供了先天免疫系统的这些元素。

“目前无可否认，阿斯加德古菌对我们今天在真核生物中看到的复杂性做出了很大贡献，”莱昂说。“那么为什么它们不会参与免疫系统的起源呢？我们现在有强有力的证据证明这是真的。”

该研究发表在期刊上自然通讯。