酵母和細菌的新合成雜交種證明了複雜生命進化方式的假設

科學家們通過將兩種非常不同的生物體結合成一個功能實體創造了新的人造微生物。酵母細菌的混合體為一個長期存在的關於高級生命可能如何進化的假設提供了證據。複雜生命體的細胞內有微小的、獨立的器官,稱為細胞器,其中一些有自己獨立的基因組,與較大的生物體不同。這包括動物的線粒體和植物的葉綠體,它們都為生物體產生能量。

一個領先的理論認為,這些細胞器最初是獨立的微生物,被其他細胞吞噬,兩者最終進入一種共生關係,為複雜生命的進化創造了條件。

酵母和細菌的新合成雜交種證明了複雜生命進化方式的假設

而現在一項新的研究重現了這一過程,即所謂的內共生。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員設計並製造了兩種微生物的人工雜交體–一種發芽酵母和光合作用的藍細菌。

由此產生的嵌合體能夠像細菌一樣進行光合作用以產生能量,並像酵母一樣通過出芽進行繁殖。這些生物體能夠繁殖至少15到20代,研究小組說,這一成就為複雜生命通過內共生開始的假設提供了依據。

這項研究的首席研究員Angad Mehta說:”將一個非光合作用的生物體轉化為一個光合作用的嵌合生命形式。我相信,我們擁有了建立可控的、合成的內共生嵌合體的新能力,可以在遺傳和代謝上進行操作,在分析上進行研究和成像,在計算上進行建模和預測,這將打破對這種顯著的進化轉變的理解的僵局。”

這並不是第一個展示內共生作用的工程混合體。2018年的一項研究以類似的方式將酵母和大腸桿菌結合在一起,對兩者進行調整,使細菌必須從酵母中獲取維生素,而酵母必須從細菌中獲取能量。

這項新研究發表在《自然通訊》雜誌上。

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