新的研究颠覆了目前关于线粒体起源的理论

根据弗吉尼亚大学的一项新研究，寄生细菌是动物和植物中为细胞提供能量的线粒体的近亲，在变得有益之前，它们首先在这些细胞中充当能量寄生虫。该研究使用下一代DNA测序技术解码了18种与线粒体密切相关的细菌的基因组。

这项研究发表在本周的在线杂志上《公共科学图书馆•综合》，由科学公共图书馆出版。它提供了一个可供选择的理论，而不是目前的两种简单的细菌理论细胞被宿主细胞吞噬最终变成了线粒体即几乎所有体内的“发电站”细胞器真核细胞-包含细胞核和其他特征的动植物细胞。线粒体通过向细胞提供三磷酸腺苷(ATP)来为细胞提供能量，生物学家认为ATP是生命的能量货币。

线粒体的起源始于大约20亿年前，是生命进化史上的重大事件之一。然而，人们对它的起源知之甚少，这个问题在现代生物学中被认为是一个谜。

“我们相信这项研究有可能改变我们对导致线粒体产生的事件的看法，”弗吉尼亚大学说。生物学家马丁·吴是这项研究的主要作者。“我们说的是，目前的理论——所有的理论都声称细菌和宿主细胞之间的关系在共生的一开始是互利的——很可能是错误的。

“相反，我们认为这种关系可能是拮抗的——细菌是寄生的，后来才对人体有益宿主细胞通过改变ATP运输的方向。”

吴说，这一发现是对地球生命早期历史上一个事件的新认识，这个事件最终导致了我们今天看到的各种真核生物。他说，如果没有线粒体为细胞的其他部分提供能量，就不可能进化出如此惊人的生物多样性。

Wu说:“我们通过对线粒体近亲的dna进行测序，重建了线粒体祖先的基因内容，我们预测它是一种寄生虫，实际上以ATP的形式从宿主那里窃取了能量，这与线粒体目前的作用完全相反。”

在他的研究中，Wu还确定了许多来自线粒体的人类基因——识别这些基因有可能有助于了解人类线粒体功能障碍的遗传基础，这些功能障碍可能导致多种疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病和糖尿病，以及与衰老相关的疾病。

除了线粒体在细胞功能中的基本作用外，线粒体的DNA还被科学家用于DNA取证、家谱学和追踪人类进化史。