研究发现军团菌的“祖先”在20亿年前感染了真核生物细胞

领导这项研究的医学生物化学和微生物学系进化微生物学副教授Lionel Guy说：“我们的研究可以帮助我们了解有害细菌是如何产生的，以及复杂细胞是如何从更简单的细胞进化而来的。”

20亿年前，军团菌的“祖先”已经具备了避免被真核生物消化的能力。相反，它们开始利用真核细胞--构成变形虫、真菌和人类的具有细胞核的复杂细胞--进行繁殖。所有军团菌类细菌都能感染真核宿主：变形虫、昆虫或我们自己的细胞。

“我们发现整个群体的祖先生活在大约20亿年前，当时真核生物还在酝酿之中，从较简单的细胞进化到现在的复杂细胞结构，”医学生物化学和微生物学系的研究员Andrei Guliaev说。“我们相信军团菌是最早感染真核细胞的菌种之一。”

感染军团菌的第一步是由真核宿主，如变形虫，通过一个称为吞噬的过程将细菌带入其细胞。变形虫的下一步将是消化该细菌并将其部分作为能量来源。但是军团菌有分子工具，使它们不被消化，而是将变形虫作为能量来源，以便它们能够繁殖。

在这项研究中，研究人员表明，所有军团菌属细菌都具有与军团菌相同的那种分子工具。这表明，感染真核生物的能力已经存在于所有军团菌的“祖先”中。这意味着吞噬作用至少和军团菌一样古老--20亿年前--当真核生物处于其进化的早期阶段。

这对进化生物学中关于真核生物如何产生的一个热门的“先有鸡或先有蛋”的辩论有影响。哪个先出现？是线粒体，它起源于另一组细菌并成为细胞自己的能量“工厂”？还是吞噬作用，吞噬作用被认为是吸收线粒体所必需的，但从能量的角度来看，成本很高？

“一些研究人员认为，需要线粒体来提供足够的能量，使吞噬作用发挥作用。但是我们的结果表明，吞噬作用首先出现--20亿年前--而线粒体后来才出现，”Lionel Guy说。