华东师范大学发表最新Nature论文，揭开真核生物起源之谜

华东师范大学董宏坡研究员、侯立军研究员作为共同通讯作者，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Deep origin of eukaryotes outside Heimdallarchaeia within Asgardarchaeot 的研究论文。

该研究将真核生物起源位置精确定位为阿斯加德古菌的海姆达尔纲的姐妹类群，表明真核细胞的起源时间可能约在 27.2 亿年前，早于地球大氧气事件，为理解真核细胞形成机制提供了重要线索。

对阿斯加德古菌的形态学、生理学和基因组学的研究为真核生物的进化史提供了宝贵的见解。近年来的研究显示，真核生物起源于阿斯加德古菌，Thijs Ettema 教授团队 2023 年发表于 Nature 的一项研究则认为，真核生物起源于阿斯加德古菌门中的海姆达尔纲，但这一结论基于未受广泛认可的非核糖体标志蛋白基因集，因此，真核生物在阿斯加德古菌门中的确切系统发育位置，仍存在争议。

在这项最新研究中，研究团队生成了 223 个新的阿斯加德古菌的宏基因组组装的近乎完整的基因组，进而构建了一个包含 411 个阿斯加德古菌基因组的数据集。研究团队鉴定出 16 个新的属级或更高级别的谱系，这极大地扩展了已知的阿斯加德古菌的系统发育多样性。

研究团队进一步重新选取多套标志蛋白，结合系统基因组学方法，以高置信度将真核生物定位到阿斯加德古菌的海姆达尔纲之外，真核生物在海姆达尔纲分化之前就已经进化出来了，因此与海姆达尔纲互为姐妹。真核生物在分类上的这种差异可能是由于此前未被充分重视的涅尔德古菌基因组的嵌合性质所致，研究团队发现，其基因组由阿斯加德古菌及其姐妹超门 TACK 古菌的序列共同组成。

通过祖先重建和分子测年，研究团队推断出阿斯加德古菌和真核生物的最后共同祖先出现在大氧气事件之前（约27.2亿年前），可能是一个使用氢气作为电子供体的厌氧产乙酸古菌。

这些研究结果支持了真核生物的氢起源假说——真核生物起源于一个依赖氢气的古菌宿主与一个产氢气的原线粒体（protomitochondrion）的融合。