5月23日消息，據(jù)英國《每日郵報》報道，生物學家證實在一類奇特的單細胞真核生物內(nèi)缺乏通常意義上產(chǎn)生能量的細胞“發(fā)電站”——線粒體。此前，科學家認為所有的復雜細胞，包括動物、植物和真菌的細胞，都具有這種微小的產(chǎn)能細胞器。
捷克共和國的一支研究團隊發(fā)現(xiàn)，這種顯微鏡下才能見到的生物完全找不到線粒體存在的跡象，這使其成為生物學上的特例。這類被稱為類單鞭滴蟲屬(Monocercomonoides)的單細胞生物，顛覆了線粒體是真核細胞必需組成部分的觀點。
▲這類被稱為類單鞭滴蟲屬(如圖)的單細胞生物，顛覆了線粒體是真核細胞必需組成部分的觀點。
線粒體能利用氧氣和糖類制造“化學能量包”——三磷酸腺苷(ATP)，從而為動物、植物和真菌等生物的細胞提供動力。科學家認為，這類新發(fā)現(xiàn)的單細胞生物雖然不具備線粒體，但它們能利用一個涉及到硫的化學過程來產(chǎn)生能量。
“在低氧環(huán)境下，真核細胞的線粒體通常呈現(xiàn)為還原形式，但科學家認為，線粒體的有些功能至關(guān)重要，以致于這些細胞器對真核生物來說必不可少，”加拿大英屬哥倫比亞大學的研究者Anna Karnkowska解釋道，“我們已經(jīng)確定了一種完全不具備線粒體的真核微生物。”
生物學家認為，這種微生物并非一直沒有線粒體，而是在演化過程中的某個節(jié)點失去了這些能量細胞器。據(jù)推測，這些細胞與細菌進行了DNA交換——以一種被稱為“基因轉(zhuǎn)移”的過程——從而獲得依靠硫轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)能的能力。相關(guān)研究的結(jié)果發(fā)表在近期《當代生物學》(Current Biology)雜志上。
論文作者解釋道：“這是首次在真核生物細胞中找不到任何一種線粒體形式的例子，表明該細胞器對于真核細胞來說并非絕對不可缺少?！笨茖W家知道類單鞭滴蟲屬已經(jīng)有超過80年，這些微生物與單細胞的人體寄生生物有關(guān)，生活在低氧環(huán)境下。
近期由捷克和加拿大科學家完成的這項研究中，通過對基因組的分析，顯示它們?nèi)狈€粒體蛋白。研究團隊認為，類單鞭滴蟲屬“的演化已經(jīng)超越了生物學家已知的限制?！?/p>
“這種神奇的生物是一個令人震驚的例子，表明單個細胞可以不必遵循標準細胞生物學教科書中描寫的規(guī)律。我們相信，在多樣性還不為人所知的真核微生物——單細胞生物——世界中，可能存在著更多類似的例子。”
▲這類新發(fā)現(xiàn)的單細胞生物雖然不具備線粒體，但它們能利用一個涉及硫的化學過程來產(chǎn)生能量，這種能力可能來源于細菌。
▲生物學家認為，類單鞭滴蟲屬并非一直沒有線粒體，而是在演化過程中的某個節(jié)點失去了這些能量細胞器。
研究者稱，他們現(xiàn)在希望了解更多有關(guān)這類生物如何生存的信息，以及更好地確定類單鞭滴蟲屬及其近親的特征，從而在更廣大的演化背景中對他們的發(fā)現(xiàn)進行分析。
“這類生物的存在證明了一個事實，即一個真核生物細胞——具有真正細胞核的細胞——能夠在沒有線粒體的條件下生活，”論文作者、布拉格查爾斯大學的Vladimir Hampl博士說道?，F(xiàn)在，Vladimir Hampl博士及其團隊的目標是確定這些生物失去線粒體的時間點。此外，這類微生物所屬的整個類群——滴蟲(oxymonads)——可能也不具備線粒體。
Vladimir Hampl博士說：“在我們知道這類生物之前，似乎所有的真核細胞中都具有線粒體，即使是一些不制造能量的細胞，而制造能量正是線粒體最為人所知的功能。不過，即使不產(chǎn)生能量，線粒體依然在細胞必需的其他新陳代謝過程中具有功能，缺少這些新陳代謝過程，細胞就無法存活。”
“在這類生物中，很可能由于某種演化結(jié)果，使線粒體的所有必需功能都失去了，這個細胞器也就省掉了。這類生物完全依靠胞內(nèi)途徑來進行生存。”
來源：新浪科技
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