进化新知：没有细胞壁，原生细胞仍可分裂
L态细菌的分裂过程
早在40亿年前，当地球温度下降到足以保证生命起源时，原生细胞就能够在没有蛋白质体系和细胞壁的情况下进行复制与分离了，它们所依赖的仅仅是一层软弱的液态膜。绝大多数细菌拥有细胞壁，但也有少量被称为L态（L-form state）的细菌没有细胞壁，这些L态细菌可用来模拟原生细胞。新研究精准地利用L态细菌再现了原生细胞如何在缺乏这些关键结构的情况下进行演化的。纽卡斯尔大学的Jeff Errington说，令人难以想象，L态细菌的分离过程是如此简单，不需要任何复杂的机制，这似乎也表明在进化的最早期，原生细胞也是这样进行繁殖与演化的。
细胞壁是一层围绕细胞、保护并维持其形态的结构，它存在于所有已知细菌谱系中，细菌的共同祖先也可能拥有细胞壁。抗生素的作用机理就是破坏细胞壁以杀死细菌，但也有一些细菌能转换成L态细菌以耐受抗生素。当需要分裂与复制时，L态细菌形态开始变得不规则，细胞表面膨胀，然后子细胞就能直接分离出来。虽然研究已表明L态细菌也会发生基因突变，但它们分裂复制时的分子机制仍不清楚。
针对这一问题，Errington和他的团队鉴别出两个与L态细菌生长有关的基因，其中一个与脂肪酸的产出有关，可以在其体积发生变化时为膜表面积的增加提供原料。更进一步，研究者发现，如果人工增加膜表面积，会引诱细菌发生分裂，这表明，膜表面积与体积之间一定存在某种联系。研究不仅有助于理解L态细菌如何诱发疾病与耐受抗生素，同时对于理解40亿年前原生细胞如何繁殖与演化都有帮助。
化石网/歆塬 编译
