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张家伟（左）和董宏坡。真核研讨团队供图。生物
地球生命的新研寻根存在方式有两个干流假说 ，即由细菌 、真核古菌 、生物真核生物组成的新研寻根“三域学说”，以及由细菌 、真核古菌-真核生物两大类组成的生物“二域学说” 。
近年研讨标明 ，新研寻根真核生物或许来源于古菌中的真核“阿斯加德古菌”，这一发现支撑了“二域学说” 。生物但是新研寻根 ，真核生物源于阿斯加德古菌的真核哪一支类群 ，一向存在争议。生物
此前的一项假说以为 ，真核生物来源于阿斯加德古菌海姆达尔纲内部 ，是霍德尔意图“姐妹” 。
华东师范大学河口海岸全国重点实验室研讨员董宏坡和侯立军团队联合深圳大学团队挑战了这一假说 。研讨团队将真核生物来源方位准确认位为阿斯加德古菌海姆达尔纲的姐妹类群，标明真核细胞的来源时刻或许约在27.2亿年前 ，早于地球大氧气事情 ，为了解真核细胞构成机制供给了重要头绪。日前 ，相关研讨成果发表于《天然》 。
含有“嵌合体”的古菌 。
研讨团队以我国红树林湿地和河口盐沼湿地为“天然实验室” ，经过整合新拼装的223个高质量阿斯加德古菌基因组和美国国家生物技术信息中心数据库现存的基因组 ，构建了一个包括411个阿斯加德古菌基因组的数据集。根据该数据集 ，研讨团队从头选取多套标志蛋白 ，结合体系基因组学办法 ，将真核生物定坐落阿斯加德古菌海姆达尔纲之外。
但故事还未完毕 。“咱们意识到 ，涅尔德古菌目是确认真核生物在古菌中进化方位的要害所在。”董宏坡告知《我国科学报》 。
因为含有较多的类真核蛋白 ，涅尔德古菌被以为归于阿斯加德古菌门 ，而体系发育剖析却发现 ，该古菌目在古菌中的进化方位不稳定 ，当选用不同标志蛋白剖析时 ，往往会被归于不同类群 。更重要的是 ，当参加真核生物基因组构建发育进化树时，涅尔德古菌的方位改变明显影响真核生物的进化方位 。
团队用逆向思想寻觅处理思路 ，终究经过结合短读长序列回贴 、基因组掩盖度剖析 、序列堆叠群聚类和分类谱剖析 ，发现涅尔德古菌基因组一起包括阿斯加德古菌及其姐妹超门TACK古菌的序列成分 。涅尔德古菌基因组中有大约24%~60%的堆叠群归于TACK古菌 ，而仅3%~35%的堆叠群归于阿斯加德古菌 。
董宏坡表明：“咱们揣度 ，当运用的标志蛋白更多散布在阿斯加德古菌序列中时 ，涅尔德古菌进入阿斯加德古菌门，反之 ，则进入TACK古菌超门 。涅尔德古菌含有的嵌合体或许是致使前人将真核生物定位到阿斯加德古菌海姆达尔纲内部的原因 。” 。
复原生命来源场景 。
“定位真核生物先人在阿斯加德古菌门内部的分解节点十分重要 ，直接关乎真核生物细胞在地球上初次呈现的时刻 ，以及彼时古菌先人的生活方式 。”董宏坡说 。
研讨团队在说明真核生物在阿斯加德古菌中的切当方位后 ，经过分子定年与先人代谢重构办法 ，揣度出阿斯加德古菌与真核生物的最终一起先人（LAECA）呈现于约27.2亿年前 。分解时刻早于大氧化事情 ，由此估测该先人或许是一个运用氢气作为电子供体的厌氧产乙酸古菌 。
经过抽丝剥茧 ，研讨团队复原了近30亿年前真核生物的来源进程。
论文榜首作者 、华东师范大学2021级博士研讨生张家伟介绍 ，真核生物先人具有完好的古菌型伍德-隆达尔途径 ，为其依靠氢气进行化能自养成长供给了或许 。该先人基因组也编码了不完好的有氧呼吸链中的结尾氧化酶 ，或许是经过水平基因搬运从兼性好氧的共生菌中获取 ，并参加低氧条件下的解毒功用 。更重要的是 ，LAECA包括多种对氧气十分灵敏的参加细胞要害代谢途径的酶 ，它们开始或许在邃古宙缺氧的深海环境中进行厌氧成长 。
“这项研讨支撑了真核生物的氢来源假说 ，即真核生物来源于一个依靠氢气的古菌宿主与一个产氢细菌的交融。”董宏坡说 。
在泥泞中寻觅生命来源暗码 。
2018年末，董宏坡进入华东师范大学河口海岸全国重点实验室，展开沿海湿地古菌生物多样性及其环境习惯机制研讨 。彼时 ，董宏坡就带领团队展开阿斯加德古菌基因组的相关研讨 。
古菌在一般环境中丰度低 、散布不均匀 ，寻觅新的古菌类群难度极大 。近年来 ，研讨团队在我国红树林天然保护区及河口盐沼湿地展开了很多宏基因组测序作业，成功拼装出许多新式古菌类群 。
为获取要害样本 ，团队曾深夜冒险进入红树林 ，在蚊虫攻击和泥泞中困难采样 。在树林中走失 、在泥泞中跌倒，是他们的日常。“但一想到这些看似一般的淤泥里或许藏着生命来源暗码 ，一切都值了 。”张家伟说 。
一起，华东师范大学河口海岸全国重点实验室的大型集群为研讨的快速推动供给了强壮的硬件支撑和核算资源 。
“知道真核细胞的构成机制 ，对了解生命演化规则、生物多样性、疾病机制甚至地外生命探究均具有深远影响 。”董宏坡表明，团队下一步方案从沿海湿地资源库中寻觅更多海姆达尔纲古菌基因组并富集纯化出这类古菌 ，对其展开生态功用 、生理代谢特征等相关研讨。 （记者 江庆龄） 。