生命起源的“惊人发现”Cell：新研究发现阿斯加德古菌除了具有肌动蛋白丝外，还具有微管

十年前，科学家们还不知晓阿斯加德古菌（Asgard archaea）的存在。直到2015年，深海沉积物中的神秘基因片段被拼凑成完整的基因组，一个全新的微生物世界才浮出水面。这些单细胞生物不仅是古菌家族的新成员，更可能是连接古菌与真核生物（如动植物）的“缺失环节”——它们携带的细胞骨架基因，正在改写我们对生命起源的认知。

阿斯加德古菌的发现始于基因组的“数字考古”。科学家通过计算机拼接深海沉积物中的基因片段，首次揭示了这类微生物的存在。与细菌不同，古菌在细胞膜和代谢机制上独树一帜，而阿斯加德古菌的特殊性更令人震惊：它们的基因中竟藏有真核生物细胞骨架的“密码”。

苏黎世联邦理工学院的Martin Pilhofer团队在《Cell》发表的最新研究显示，阿斯加德古菌甚至拥有类似真核生物的微管结构。这种由微管蛋白（tubulin）组成的管状支架，此前被认为是真核生物独有的“运输轨道”，用于细胞内物质运输和染色体分离。然而，阿斯加德古菌的微管虽比真核生物的更细小，却能以相似的方式生长，暗示着两者在进化上的深层联系。

在一项新的研究中，Pilhofer团队发现了阿斯加德古菌具有微管，并描述了它们的结构。这些实验表明，阿斯加德古菌的微管蛋白形成非常相似的微管，尽管比它们的真核生物亲属中的微管小。相关研究结果发表在Cell杂志上。

其实，早在2022年，Pilhofer团队就在《Nature》揭示了阿斯加德古菌Lokiarchaeum ossiferum的肌动蛋白丝（Lokiactin），这些丝状结构与真核生物的肌动蛋白（actin）高度相似，支撑着古菌触手般的细胞突起。如今，微管的发现进一步填补了进化拼图：真核生物的复杂细胞骨架可能起源于阿斯加德古菌的“工具箱”。

有趣的是，微管仅出现在少数阿斯加德古菌物种中，且功能尚不明确。Pilhofer推测：“这些微管或许帮助古菌‘抓取’细菌，为后续的共生关系铺路。”这种相互作用可能促成了真核细胞的诞生——当阿斯加德古菌与细菌结合，后者逐渐演化为线粒体，成为细胞的能量工厂。

尽管发现不断，阿斯加德古菌仍充满谜团：为何微管如此罕见？它们如何与肌动蛋白协作？为解答这些问题，Pilhofer团队计划解析古菌细胞骨架的分子机制，并开发特异性抗体以追踪这些微生物在自然环境中的踪迹。

“阿斯加德古菌就像微生物界的‘罗塞塔石碑’，”Pilhofer比喻道，“它们的细胞骨架可能是复杂生命诞生的第一步。解开这些谜题，我们将更接近生命树的根源。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Florian Wollweber et al, Microtubules in Asgard archaea, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.027.