首次发现没有基因组DNA的线粒体，这种生物的进化，走在了所有生命的前面

来源：BioWorld

线粒体(mitochondrion)，是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞内的“能量工厂”，其直径在0.5到1.0微米左右。

线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。

对于线粒体的起源，目前得到公认的是“内共生假说”，该假说认为，线粒体来源于细菌，即细菌被原核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。详情点击：生物进化中的飞跃——内共生：当细胞成为细胞器

2019年4月24日，Science 子刊  Science Advances  杂志在线发表了一项题为：An aerobic eukaryotic parasite with functional mitochondria that likely lacks a mitochondrial genome 的研究论文。

该研究发现了一种学名为 Amoebophrya ceratii  的寄生性甲藻，它拥有功能性的线粒体，然而线粒体中却没有基因组存在。

无论是人类，还是动物、植物或藻类，绝大多数真核生物的细胞都含有负责能量产生的特殊细胞器——线粒体，它们用有自己的遗传物质，是一种半自主细胞器。

该研究团队发现了一种学名为 Amoebophrya ceratii  (简称 A. ceratii  )的寄生性甲藻，它们通常寄生在亚历山大藻体内，只需要三四天时间就能摧毁整个亚历山大藻种群。

研究团队对 A. ceratii  的基因组（所有遗传物质）进行了测序，发现该基因组由大约1亿个碱基对组成。这个基因组大小对于一个寄生性藻类来说，显然太大了，因为既然进行寄生生活，那许多生存必须的代谢产物并不需要自己进行，只要从宿主那里获取即可。

但 A. ceratii  几乎所有的代谢过程都存在，它应该是能够独立生存的。如果仅看基因组数据，不可能推断出这是一种寄生性生物。

对于植物和藻类来说，除了细胞核和线粒体以外，叶绿体中也存在基因组，叶绿体中的基因组也是光合作用所必须的。

对于一般的甲藻，这种叶绿体DNA是相当普遍的，仅由14个基因组成。然而，A. ceratii  似乎完全不存在叶绿体，但是却拥有其中的13个基因。

对于寄生性的单细胞生物来说，它们往往对其线粒体进行“预算削减”，但即便再削减，它们的线粒体中仍含有三个基因，因此通常认为这三个基因是不可或缺的。

但是，A. ceratii 显然完全丢失了线粒体基因组，通过各种努力，研究团队依然无法找到任何线粒体基因组存在的痕迹。三个基因中有两个无处可寻，第三个是细胞色素C氧化酶1（COX1），已迁移到细胞核里。

而且，这些线粒体拥有正常的功能，而且在 A. ceratii  生活的各个阶段始终存在。

这一发现令研究人员非常惊讶，因为在此之前，从未发现过其他氧气呼吸的生命形式的线粒体中没有自己的遗传物质。

A. ceratii 线粒体功能模型

这一发现可以为线粒体和叶绿体的进化历史提供新的见解。

根据内共生假说，两者最初都是独立的生命形式，然后被其他单细胞生物吸收，并作为所谓的内共生体生活在它们内部。随着时间的推移，它们的遗传物质逐渐减少，基本上成为“服务提供者”，不再能够独立生存。 

然而，A. ceratii  似乎已经将这一发展向前推进了一步，并剥夺了其内共生体遗传自治的最后痕迹。

论文链接：

https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav1110