來自以色列內蓋夫本—古里安大學（Ben-Gurion University of the Negev）的Natalie Eliarul教授及其研究團隊，研究「轉運必需內體分選複合物」(Endosomal Sorting Complex Required for Transport或簡稱ESCRT)系統在所有生命領域中的共同特性，並闡明了Asgard古菌（Asgard archaea）之ESCRT系統在超過15億年前真核細胞起源中的潛在角色。
該研究成果近期發表於《EMBO Journal》。
近年來被發現的Asgard古菌超門（Asgard superphylum）被視為最有可能演化出真核細胞的原核生物群體。這個特殊的古菌超門具有多種真核特徵蛋白編碼（eukaryotic signature proteins, ESP），可能為真核細胞的起源提供關鍵線索，然而目前對於這些蛋白的特性與功能所知仍相當有限。
ESCRT是一種膜重塑機制，其中特別值得關注的蛋白質即為ESP的一部分。人們已知ESCRT系統參與細胞分裂、囊泡釋放及核膜重建等關鍵細胞功能，並廣泛存在於所有生命形式中。
Elia教授解釋道「在這項研究中，我們的目標是了解Asgard古菌所編碼的ESCRT蛋白的功能。目前僅有兩種Asgard古菌物種被成功培養，以至於缺乏能夠在其生理環境中研究這些蛋白的分子工具。」。
在該團隊發表於EMBO Journal的論文「Asgard古菌之ESCRT-III系統形成螺旋狀纖維並重塑類真核細胞膜」中，他們提供的證據首次顯示Asgard-ESCRT可組裝成結構與功能均類似於真核ESCRT系統的絲狀聚合體。更重要的是，他們發現這些古老的古菌蛋白能夠彎曲真核細胞膜。綜合這些發現，研究團隊推測這些蛋白可能在原核與真核細胞轉變過程中發揮關鍵作用：這項演化事件最終促成了包括人類在內的多樣生命形式出現。
主要研究發現包括：
- Asgard-ESCRT可組裝成螺旋狀纖維，並與真核ESCRT同源結構相似。
- 首次解析了古菌ESCRT-III複合體的結構，並證明Asgard ESCRT-III聚合體的特性同時與原核及真核ESCRT-III聚合體相似，支持Asgard-ESCRT系統作為原核與真核ESCRT系統演化中間態的假說。
- 證明Asgard-ESCRT蛋白能夠重塑類真核細胞膜，而這類膜的性質與古菌膜截然不同，暗示ESCRT系統可能在跨越原核與真核細胞之間的演化鴻溝中發揮作用。
- 發現Asgard-ESCRT絲狀結構的組裝依賴DNA，且DNA能夠調控其膜重塑能力，顯示ESCRT、膜與DNA之間可能存在緊密的關聯性，這項發現或許可解釋真核細胞內膜系統的形成過程，甚至涉及遠古時期的細胞分裂機制。
此研究不僅深化了我們對ESCRT系統演化歷程的理解，也為真核細胞如何從原核祖先演化而來提供了嶄新的視角。
資料來源：
https://www.bgu.ac.il/en/news-and-articles/potential-role-of-asgard-escrts-in-the-emergence-of-eukaryotic-cells/
