我国学者和海外合作者在阿斯加德古菌研究领域取得新进展

　　

图1 阿斯加德古菌和真核生物的系统发育关系

　　在国家自然科学基金项目（批准号：91851105、92051102）等的资助下，深圳大学高等研究院的李猛教授与美国国立卫生研究院Eugene V. Koonin教授合作，从我国滨海湿地、近海沉积物到西太平洋深渊等样品中发现了六个阿斯加德古菌新门，并建立首个阿斯加德古菌功能基因库（AsCOG）。研究深入分析阿斯加德古菌的基因组和代谢潜能，重构了由原核生物（细菌、古菌）和真核生物组成的生命之树，从系统发育关系、真核特征蛋白及代谢互作等方面详细阐释了阿斯加德古菌与真核生物的关系，为认识真核生物起源提供新见解。研究成果以“阿斯加德古菌多样性及其与真核生物的关系（Expanded diversity of Asgard archaea and their relationships with eukaryotes）”为题，于2021年4月28日发表在《自然》（Nature）上，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03494-3。

　　古菌是一类重要的原核生物，在地球生命之树中具有独特地位，是人类探索生命起源的重要研究材料。阿斯加德（Asgard）古菌，又名仙宫古菌，是最近确立的第四个古菌超门。基于基因组分析，部分学者认为真核生物起源于阿斯加德古菌。最初的五个阿斯加德古菌门类均以北欧神话中的神命名，李猛教授等人发现了六个阿斯加德古菌新门，其中五个新门分别以北欧神话的神命名，另外一个更为古老的阿斯加德古菌新分支，则以中国古典名著《西游记》中孙悟空的名字命名为悟空古菌（Wukongarchaeota），悟空古菌具备氢氧化的化能自养代谢潜能，其显著区别于其他阿斯加德古菌混合营养或异养的代谢模式。

　　该研究系统地分析了阿斯加德古菌和真核生物之间的进化关系，确定真核生物起源于阿斯加德古菌内部，即海姆达尔-悟空的共同祖先分支，或起源于其他更古老的未知古菌分支（图1）。研究发现了大量新型真核特征蛋白，并重构了阿斯加德古菌关键代谢途径的演化过程，提出真核生物可能起源于“自养型阿斯加德古菌与发酵型细菌”的代谢共生模式，为解答真核生物起源这一重大科学问题提供了新见解。