机械压缩触发古菌组织样多细胞发育：揭示生命跨域多细胞演化的新机制

发布日期： 2025年04月05日

来源：SCIENCE 44.7

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机械压缩触发古菌组织样多细胞发育：揭示生命跨域多细胞演化的新机制

编辑总结：多细胞性在真核生物中多次独立演化，在细菌中偶有观察到。拉多斯等人探索了嗜盐古菌的力学生物学，证明许多古菌物种在受到压缩力时也能形成类似组织的多细胞结构（见皮莱和布鲁内的观点文章）。细胞在达到临界大小之前会经历一个不分裂的增大阶段。此时，膜张力的变化似乎触发了细胞化。这些结果表明多细胞性是生命所有三个域的特征，并突出了机械力在塑造古菌组织中的作用。—— 玛德琳・西尔

摘要：克隆多细胞性的出现是一个关键的进化里程碑，在真核生物中常见，在细菌中罕见，在古菌中仅出现过一次。研究显示，单轴压缩（uniaxial compression）可诱导嗜盐古菌产生克隆多细胞性，形成类似组织的结构。这些古菌组织在机械和分子层面与其单细胞生活方式不同，模仿了一些真核生物的特征。古菌组织经历多核阶段，随后进行不依赖微管蛋白（tubulin）的细胞化（cellularization），这一过程由临界细胞大小下的主动膜张力调控。细胞化之后，组织连接的弹性类似于动物组织，产生两种细胞类型 —— 外周（Per）细胞和中央盾形（Scu）细胞，它们具有不同的肌动蛋白（actin）和蛋白质糖基化极性模式。研究结果突出了生命跨域多细胞系统出现时，生物物理机制潜在的趋同演化。

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