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2022-12-06 11:17:54 yqs888 0

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报道,包括人类在内的真核生物是如何进化的?大约十年前,这个问题一直困扰着Thijs Ettema和他的同事们。他们在从大西洋深处采集到的先前未被发现的微生物的基因组中找到了答案(Spang, A. et al. Nature 2015)。

潜伏在这些序列中的是两种不同类型生物体——古生菌和真核生物——的细胞特征。前者是一类缺乏细胞核的单细胞生物,后者则是其细胞包含一个由膜包裹的细胞核和其他细胞器的生物。他们惊讶地发现了兼具两种细胞类型特征的微生物,这些微生物最终被命名为阿斯加德古菌(Asgard archaeon)。

在海底热液喷口周围的热水中生存的微生物在实验室中也有用途。它们已经产生了许多耐寒酶。这些材料在高温下很稳定,而且不易降解,已经成为世界各地分子生物学实验室和生物技术公司的主要材料。在极端环境中发现的每一种新的微生物都为发现更多的酶提供了新的机会——但这并不是Ettema的目标。

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▲图 | 生活在极端环境中的微生物,被称为嗜极菌(extremophiles),在实验室中有广泛的用途。

当研究人员报告基础性发现时,他们的论文通常会包含一句话或更多关于他们工作的潜在应用的内容。这通常是某些类型的资助的一个条件。但即使不是这样,资助者(以及期刊)也期望基础科学能带来实际应用,无论是在临床、商业还是更广泛的社会领域。

的确,例如,关于酵母细胞分裂的基础性发现,最终可能有助于新的癌症治疗方法;抑或一个初级的微生物免疫系统可能为基因组编辑工具提供基础(而且,这两件事都发生了)。

但是,如果在基础科学和应用之间有一条界线,它不太可能是笔直的。相反,它可能会像一个迷宫的图画,有很多的圆圈、U型弯以及死胡同。

Ettema说他从来没有想过预测他的微生物的应用,因为这只会让人分心。“我认为它们是令人着迷的有机体,可以告诉我们一个我们经常问自己的非常重要的问题,”他说,“即我们从哪里来?”

毫无疑问,基础科学具有更广泛的影响。2018年的一项研究发现,美国国立卫生研究院(NIH)每增加了1000万美元的研究资金,就会导致更多私营部门专利引用了NIH的工作(净增加2.7项专利)。

一些基础研究代表了其领域的一个里程碑。以9月5日至8日发表在Nature上的四篇论文为例,它们描述了4亿多年前志留纪时期的鱼类化石。以往只有零星的化石碎片被发现,但这次发现的化石更完整,从而为研究人员提供了颌类脊椎动物早期进化的更完整的图景。


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