食脑变形虫揭示生命多样性与进化史

科技日报记者 张梦然

美国马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的一个国际研究小组最近在《当代生物学 》杂志发表论文称，一种名为内格列菌（Naegleria）的变形虫进化出的微管蛋白组比以前认为的更独特，可用于特定的细胞过程。研究成果有助于开发食脑感染的治疗方法，更好地了解地球生命是如何进化出如此丰富的多样性的。

内格列菌细胞使用一组微管蛋白构建有丝分裂纺锤体（青色，左），另一组微管蛋白（橙色，右）转化为鞭毛细胞类型。图片来源：弗里茨-莱林实验室、马萨诸塞大学阿默斯特分校

地球上的大部分生命都依赖于一系列称为微管的聚合物，其由微管蛋白组成，以完成细胞内的各种任务。这些微管用途多样，如帮助细胞移动、在细胞内运输食物和废物、为细胞提供结构支持等。

微管还有助于有丝分裂，即单个细胞分裂成两个，首先复制其染色体，然后将每组染色体拉到细胞的相对两侧，然后再将其一分为二。有丝分裂的一个关键时刻就是由微管组成的纺锤体抓住染色体，帮助将它们分成两个相同的组。

生物学家以前知道内格列菌在有丝分裂过程中使用一种特定的微管蛋白。但新研究表明，内格列菌还特别在有丝分裂期间使用了另外3种不同的微管蛋白。一对微管蛋白仅在有丝分裂期间使用，而另一对鞭毛微管蛋白专门用于细胞运动。然后，研究人员比较了微管蛋白及其相互构建的结构以及更常见的研究物种的结构。

该团队研究了一种内格列菌食脑变形虫。研究人员称，“如果我们能够了解内格列菌的基本生物学，就可通过设计独特的微管蛋白的药物来学习如何杀死它。”

马萨诸塞大学阿默斯特分校生物学教授、该论文的资深作者莉莲·弗里茨-莱林说，内格列菌也有助于理解支配地球生命的基本规则。

研究团队培养了内格列菌细胞，用不同的化学物质对它们进行染色，使微管蛋白发光，然后拍摄了极高分辨率的3D照片，这使他们能够测量、计数和分析不同的微管结构。

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