十年前，科學家們還不知曉阿斯加德古菌（Asgard archaea）的存在。直到2015年，深海沉積物中的神秘基因片段被拼湊成完整的基因組，一個全新的微生物世界才浮出水面。這些單細胞生物不僅是古菌家族的新成員，更可能是連線古菌與真核生物（如動植物）的“缺失環節”——它們攜帶的細胞骨架基因，正在改寫我們對生命起源的認知。
阿斯加德古菌的發現始於基因組的“數字考古”。科學家透過計算機拼接深海沉積物中的基因片段，首次揭示了這類微生物的存在。與細菌不同，古菌在細胞膜和代謝機制上獨樹一幟，而阿斯加德古菌的特殊性更令人震驚：它們的基因中竟藏有真核生物細胞骨架的“密碼”。
蘇黎世聯邦理工學院的Martin Pilhofer團隊在《Cell》發表的最新研究顯示，阿斯加德古菌甚至擁有類似真核生物的微管結構。這種由微管蛋白（tubulin）組成的管狀支架，此前被認為是真核生物獨有的“運輸軌道”，用於細胞內物質運輸和染色體分離。然而，阿斯加德古菌的微管雖比真核生物的更細小，卻能以相似的方式生長，暗示著兩者在進化上的深層聯絡。
在一項新的研究中，Pilhofer團隊發現了阿斯加德古菌具有微管，並描述了它們的結構。這些實驗表明，阿斯加德古菌的微管蛋白形成非常相似的微管，儘管比它們的真核生物親屬中的微管小。
其實，早在2022年，Pilhofer團隊就在《Nature》揭示了阿斯加德古菌Lokiarchaeum ossiferum的肌動蛋白絲（Lokiactin），這些絲狀結構與真核生物的肌動蛋白（actin）高度相似，支撐著古菌觸手般的細胞突起。如今，微管的發現進一步填補了進化拼圖：真核生物的複雜細胞骨架可能起源於阿斯加德古菌的“工具箱”。
有趣的是，微管僅出現在少數阿斯加德古菌物種中，且功能尚不明確。Pilhofer推測：“這些微管或許幫助古菌‘抓取’細菌，為後續的共生關係鋪路。”這種相互作用可能促成了真核細胞的誕生——當阿斯加德古菌與細菌結合，後者逐漸演化為線粒體，成為細胞的能量工廠。
儘管發現不斷，阿斯加德古菌仍充滿謎團：為何微管如此罕見？它們如何與肌動蛋白協作？為解答這些問題，Pilhofer團隊計劃解析古菌細胞骨架的分子機制，並開發特異性抗體以追蹤這些微生物在自然環境中的蹤跡。
“阿斯加德古菌就像微生物界的‘羅塞塔石碑’，”Pilhofer比喻道，“它們的細胞骨架可能是複雜生命誕生的第一步。解開這些謎題，我們將更接近生命樹的根源。”
參考資料：
Florian Wollweber et al, Microtubules in Asgard archaea, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.027.
點選下方「閱讀原文」，前往生物谷官網查詢更多