美国怀俄明大学分子生物学系的副教授娜奥米·沃德,是最近发表在美国国家科学院(PNAS)上的论文的资深作者。该研究探讨了简单的细菌细胞如何过渡到更为复杂的细胞,发展出植物,动物和人类。这项研究由美国国家科学基金会(NSF)资助。
Ekaterina Gottshall,分子和细胞生命科学博士计划的研究生,这篇文章的第一作者,实验工作的主要贡献者。其他的作者有分子生物学系副教授杰伊·加特林和沃德研究组的副研究员Corrine Seebart。
沃德的研究着眼于简单的细菌细胞,不具有分隔转录和翻译的细胞核膜的细胞,如何演变为真核细胞(植物,动物,人类),其中转录和翻译发生在不同的位置。
这种循序渐进的步骤是古真核细胞发育为更大、更复杂的细胞的重要的一部分。
“这通常被认为是,细菌细胞不同于我们细胞的一个基本途径,” 沃德说。“不过,Gemmata obscuriglobus(他们所研究的细菌)的细胞具有复杂的内膜,使它们表面看起来像是真核细胞。”
Gottshall想知道,转录和翻译是否可能发生在细胞的不同地方,就像在真核生物细胞中。
“我们提出这个问题,是因为我们不能完全理解,复杂的真核细胞从一个更简单的祖先进化而来的途径,并且我们认为,研究Gemmata的这个问题可能揭示这个问题的一些谜团,” Gottshall说。
人们普遍认为,动物和植物细胞的两个主要的有膜细胞器——线粒体,细胞的发电厂,以及能够发生光合作用的叶绿体——当古细菌感染并居住在古老的原真核细胞中时形成的。
一些人估计这些迁入日期约为18亿年前。细菌微生物化石最早出现在大约35十亿年前。
沃德和她的研究小组发现大多数的G. obscuriglobus翻译和转录发生在不同的地方,和真核细胞一样。
“虽然这不是第一次报道细菌,但这是首次报道这样一个复杂的细菌细胞,” 沃德说。“虽然我们不知道,Gemmata是否存在一个,,导致出现与真核细胞相同的方式。它向我们展示了,它有可能成为组织化的一个方式。”