生命科學

生物始祖為何分家?

合成生物的細胞膜脂質種類,有助於釐清細菌與古菌的根源。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/鄭方逸

生命科學

生物始祖為何分家?

合成生物的細胞膜脂質種類,有助於釐清細菌與古菌的根源。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/鄭方逸


根據演化論,地球上所有生物共同的單細胞始祖,在數十億年前分家為細菌域和古菌域兩大域。如今,科學家利用基因工程合成出擁有兩者特徵的微生物,想了解這關鍵事件如何發生。


細菌和古菌皆是未形成細胞核的單細胞生物,但兩者的基因與化學組成卻各不相同。舉例來說,兩者的細胞膜是分別由兩類不同的脂質分子組成。至於這兩大域如何分家,科學家長久以來的假說是,兩者共同始祖的細胞膜內含上述兩種脂質,導致細胞膜不穩定、可能造成滲漏,不利於演化。


荷蘭微生物學家創造出一種原始生物,使其細胞膜含有混合脂質,測試上述假說。他們把古菌脂質的基因剪接進大腸桿菌,接著改變大腸桿菌的代謝功能,增加製造脂質所需的分子。根據研究人員發表於今年4月《美國國家科學院學報》(PNAS)的論文,經改造的大腸桿菌菌株,細胞膜內含30%的古菌脂質和70%的細菌脂質。


出乎意外,這種新細胞生長良好,混合的細胞膜也很穩定。負責編輯該期刊這篇論文的美國國家衛生研究院演化及計算生物學家庫寧(Eugene Koonin)認為,「這項結果有決定性的影響,顯示細菌與古菌的分家另有原因。」


葛羅寧根大學的共同作者卓森(Arnold Driessen)表示,另一可能性是生物沒有共同始祖,「而是多種生命型式」。卓森說明,另一種更奇怪的可能是,生物始祖根本沒有細胞膜,「只是一團受黏土粒子保護的湯湯水水。」


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