《Nature》別再說線粒體來自立克次氏體了

　　線粒體是最重要的細胞器，它是能量轉化反應的核心。如今，線粒體是真核細胞的重要標志，幾乎肉眼可見的所有生物（人類、動物、植物、真菌等）都有線粒體。所有真核細胞具有（或曾經有過）線粒體的事實表明，這些細胞器的起源可能在復雜真核生物進化中發揮了重要作用。

　　過去幾十年的證據有力地支持了“線粒體伴隨內共生進化”理論。內共生（endosymbiosis）是宿主細胞吸收原本自由生活細菌的過程。但是，有關線粒體祖先的身份，以及天然內共生的鑒定仍然爭論不斷。

　　“以前的研究證明，線粒體與α變形菌（Alphaproteobacteria）關系密切，”烏普薩拉大學博后研究學者、文章一作Joran Martijn博士說。“α變形菌譜系-線粒體的進化目前尚不清楚，不同研究指證的是根本不同的α變形菌家族。為了解真核生物起源，我們首先應揭開線粒體祖先的神秘面紗。”

　　部分科學家提出，線粒體可能由立克次氏體（Rickettsiales）進化而來。類似線粒體，立克次氏體也存在于真核細胞，完全依賴宿主細胞存活。最著名的家族成員是臭名昭著的引發人類斑疹傷寒的病原體，普氏立克次氏體（Rickettsia prowazekii）。

　　“兩個主要原因導致了線粒體祖先身份缺乏共識，”通訊作者、烏普薩拉大學細胞和分子生物學系研究員Thijs Ettema說。“現存的親屬樣本還未找到，甚至不確定它們是否依然存在；第二，重建線粒體進化史難度很大，非常容易產生不一致或自相矛盾的結果。”

　　于是，研究團隊試圖采取大膽的方法解開僵局。通過分析來自太平洋和大西洋的大量環境測序數據，他們設法確認了幾個此前未被鑒定過的α變形菌種屬。

　　“新發現的α變形菌基因組大大地幫助我們鎖定了線粒體的定位，”Martijn說。“我們希望通過吸收更均衡的α變形菌集合，能克服此前研究遇到的一些問題。”

　　令人意外的是，這項研究提供了證據支持了一個線粒體的新定位，關鍵是，這個定位竟然不在α變形菌之中。

　　結果表明，任何已知的α變形菌（包括立克次氏體）都不是線粒體最親近的親屬。相反，線粒體來自現存的α變形菌的祖先。

　　“我們懷疑，現今比較流行的’立克次氏體祖先論’是方法上的人工贗品，”Martijn解釋道。“線粒體和立克次氏體在非常相似的條件下進化而來，所以它們的進化和測序模式即獨立又相似。反過來，這個思路可能也有助于我們確定真正的線粒體祖先。”

　　該研究未能鑒定出線粒體祖先的現存親屬。“當然，我們也很失望，”Ettema說。“也許我們找錯了地方。我們只專注海洋水域，因為它們之中含有大量未經鑒定的α變形菌。”

　　Ettema和他的團隊將繼續尋找線粒體的親屬，它的起源是理解復雜生命起源的關鍵。“如果它仍然存在，我相信總有一天我們會找到它們。”