科學家創造出全新生命形式！尋找40億年前祖先，達爾文曾準確預測

科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇

人類及地球生命的起源一直是科學界爭論不休的話題。其中一種假設認為所有地球生物在分化之前均來源於同一個單細胞生物——盧卡（LUCA，last universal common ancestor）。也就是說，人類和鳥類、蒼蠅甚至細菌都有一個共同的祖先…

LUCA大約生活在距今40億年前的海底深海熱液口周邊。科學界普遍認為在35-38億年前，地球三大生命類別（古細菌，細菌和真核細胞）中的古細菌和細菌首先從單細胞祖先中分離出來。然而，我們的祖先LUCA究竟長什麼樣子，以及它為什麼會發生分裂，現代人依舊對它知之甚少。

細菌和古細菌都具有由磷脂分子組成的堅固細胞膜，但兩者之間的主要差異是磷脂的分子結構不同，且互為鏡像。於是科學家提出一種假設，即由於LUCA自身細胞膜的脂質結構不穩定，磷脂分子傾向於進入兩種穩定的細胞膜中，從而誕生了細菌和古細菌。

為此，一組荷蘭研究人員利用基因編輯技術將細菌和古細菌中的產脂酶轉移到大腸桿菌細胞內，構建了一種含有來自細菌和古細菌脂質的混合細胞膜生物體。雜交生物體中30%的磷脂結構為古細菌細胞磷脂結構。但與預期相反的是，大腸桿菌細胞膜並沒有在接縫處分裂，表明混合膜的內在不穩定性導致「脂質分裂」以及細菌和古細菌產生分化的假設是不成立的（該研究成果發表於PANS）。

事實上，通過基因編輯技術合成的新型大腸桿菌的形狀比普通的大腸桿菌更細長，高水平的原生脂質使它的表面生長出一些小的凸起。但除此之外，似乎並沒有什麼特別之處。「這些混合細胞的穩健性令人吃驚，我們期待在它們的生長過程中發現更多的問題。畢竟，它相當於一種新的生命形式」研究人員 Driessen表示。

早在1859年，查爾斯·達爾文就預言了「LUCA」這個細胞祖先的存在，但LUCA確實稱得上是生命起源過程中一個令人費解的謎團。或許可以通過縮小到單個脂質分子進行研究，以此得到生命起源新的突破…

文 / 朱張航宇

參考文獻：Converting Escherichia coli into an archaebacterium with a hybrid heterochiral membrane, PNAS, 2018, doi:10.1073/pnas.1721604115.

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！