進(jìn)化實驗產(chǎn)生了大2萬倍且擁有1萬倍韌性的酵母菌

科學(xué)家們正在實驗室中進(jìn)行一項關(guān)于進(jìn)化的長期實驗，以研究單細(xì)胞生物如何進(jìn)化成多細(xì)胞生命體。經(jīng)過數(shù)千代之后，他們的酵母菌長大了2萬倍，堅韌程度提升1萬倍。進(jìn)化的"缺失環(huán)節(jié)"的想法通常會讓人聯(lián)想到一個毛茸茸的猿人，但實際上在這個鏈條上還有更深刻的缺失環(huán)節(jié)。其中一個最大的缺口位于單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物之間，這標(biāo)志著地球上復(fù)雜生命發(fā)展的關(guān)鍵一步。

現(xiàn)在，來自佐治亞理工學(xué)院的科學(xué)家們報告了一項實驗的初步結(jié)果，他們希望繼續(xù)運行幾十年，有一個相當(dāng)高的目標(biāo)--將單細(xì)胞生命體進(jìn)化成全新的多細(xì)胞生命體。定向進(jìn)化實驗已經(jīng)進(jìn)行了幾十年，甚至在2018年贏得了諾貝爾化學(xué)獎，但那些實驗通常集中在制造新藥或解決其他問題上，而不是堵住我們遙遠(yuǎn)的家譜上的漏洞。

在這個多細(xì)胞長期進(jìn)化實驗（MuLTEE）的第一階段，研究人員從一種叫做雪花酵母的物種開始。這些微生物在搖晃的孵化器中生長，每天研究小組都會進(jìn)行一次人工自然選擇--生長最快、體積最大的菌落被選為進(jìn)一步培養(yǎng)的對象。重復(fù)這個過程數(shù)千次，你就可以很好地接近自然進(jìn)化中有利于某些特征的環(huán)境力量。

果然，在大約3000代之后，酵母已經(jīng)進(jìn)化到形成超過50萬個細(xì)胞的集群--比原始菌株大2萬多倍。在這一過程中，它們變得肉眼可見，并且變得大約1萬倍的堅韌，與木材相當(dāng)。

科學(xué)家們進(jìn)行了更深入的調(diào)查，以觀察在細(xì)胞層面上發(fā)生了什么，這使他們?nèi)〉昧巳绱肆钊擞∠笊羁痰倪M(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)，單個酵母細(xì)胞都已經(jīng)伸展開來，這減少了每組細(xì)胞的密度，因此，減少了它們彼此之間的壓力。這使得集群不會像通常情況下在一定的密度下發(fā)生斷裂，從而使它們能夠長得更大。

但該團(tuán)隊說，僅憑這種機(jī)制不應(yīng)該導(dǎo)致如此戲劇性的增長。因此他們使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行了更仔細(xì)的觀察。

"我們發(fā)現(xiàn)，有一種全新的物理機(jī)制，使這些群體能夠成長到這種非常、非常大的尺寸，"該研究的第一作者Ozan Bozdag說。"酵母的枝條已經(jīng)糾纏在一起--集群細(xì)胞進(jìn)化出類似于葡萄的行為，相互纏繞，加強(qiáng)了整個結(jié)構(gòu)。"

雖然"進(jìn)化的"酵母仍然缺乏真正多細(xì)胞生物的許多生物特征，但這種細(xì)胞糾纏似乎是通往這一目標(biāo)的道路上的一個里程碑。實驗也遠(yuǎn)未結(jié)束，所以進(jìn)一步的發(fā)展可能正在路上。

標(biāo)簽： 進(jìn)化實驗 高韌性酵母菌 單細(xì)胞生物進(jìn)

　　 原標(biāo)題：進(jìn)化實驗產(chǎn)生了大2萬倍且擁有1萬倍韌性的酵母菌