2020年1月，日本科学家井町博之等人热切注视着培养皿，其中的生物洛基古菌，价值不可估量，它被认为是包括人类在内的所有真核生物的祖父，如今首次被成功培育了出来。洛基古菌的出现，不仅能证实它是否真是真核生物的祖父，更能帮助科学家找到真核生物的新祖母——在此之前，洛基古菌已有两个以上的“妻子”。

洛基古菌的“真核”来自哪里?

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随着越来越多证据的发现，科学家们达成了这样的共识：原始真核细胞——洛基古菌与细菌和蓝藻融合后，细菌演变成了线粒体，蓝藻演变成了叶绿体，于是真核细胞逐渐变得越来越复杂。

但奇怪的是，科学家们似乎都默契地忽略了一个问题，洛基古菌在与细菌和蓝藻结合前，它是如何变成真核细胞的呢?换句话说，洛基古菌的核来自哪里呢?

对此，许多科学家有着相似的看法，洛基古菌的核被认为继承自它的“前妻”,可是，这位“前妻”是谁却是众说纷纭。其中一位可疑的“前妻”是十分低等的单细胞真核生物(如双滴虫类)，它们最先演化出第二层细胞膜，这层内膜逐渐转变为细胞核膜，并出现了复杂的核孔结构，这与现代真核生物的细胞核核膜一致。有的科学家则认为，两个同时被洛基古菌吞噬的细菌可能分别为其提供了线粒体和细胞核。

但是，这些“前妻”与洛基古菌结合的假设，还有很多疑问找不到答案，于是，有科学家另辟蹊径，提出新的观点：病毒才是那位为洛基古菌提供细胞核的“前妻”。

洛基古菌的新“前妻”

2001年，日本生物学家武村正晴的研究课题是催化细胞复制DNA的DNA聚合酶，他研究了真核生物、细菌、古菌和病毒等各类生物的DNA聚合酶。他的分析显示，痘病毒的DNA聚合酶与真核生物的一类DNA聚合酶惊人相似，这也许意味着真核生物的DNA聚合酶起源于某种古老的痘病毒。后续的研究增强了他这种猜想的信心：痘病毒感染宿主细胞后，细胞会分泌一层薄膜单独将它“隔离”开来，而痘病毒能在这个隔室中继续复制，就像现代真核生物的细胞核中发生的DNA复制那样。据此，武村正晴得出结论，真核生物的细胞核最初正是由痘病毒隔室演化而来的。

几乎同一时间，澳大利亚的科学家菲利普·贝尔也得出了相似的结论，他的理由是，与细菌相比，真核生物的基因组结构与痘病毒存在惊人的相似之处：它们都具有线状的染色体(细菌通常具有环状染色体)，痘病毒的基因能编码一些真核生物的蛋白质。

被美杜莎病毒感染的变形虫。病毒 DNA（粉红色）聚集在细胞核内，与变形虫的 DNA（蓝色）分开

近20年后，一些新发现再次支撑了武村正晴和贝尔的观点。2017年，研究人员发现了一些能在细菌宿主内部构建“病毒工厂”的巨型病毒(包括痘病毒在内)。巨型病毒拥有超过一百万个碱基对的基因组，编码出的蛋白质能满足它独立生活的需求。它入侵宿主细胞后，会在其中构建“病毒工厂”，将自己的基因组保护起来，再进行复制活动。这些“病毒工厂”也像真核生物细胞核一样具有内膜和外膜。

无独有偶，2020年出现的新冠病毒也能在细胞中搭建“病毒工厂”，而且在这些“病毒工厂”的外壳上还发现了小孔，这种小孔让人联想到真核生物细胞核的核孔。

“夫妻”关系待确定

有了这些证据，武村正晴几乎能想象出洛基古菌变成真核生物的全过程：很久以前，一种巨型病毒入侵了洛基古菌，在它的身体内建造了一个病毒工厂，既封闭了自身的基因组，又封闭了古菌的基因组。但是与大多数被感染的细胞不同，洛基古菌设法窃取了病毒建立工厂的核心技术，并构建了自己的隔室——一个可以保护其基因组免受病毒侵害的隔室。随着时间的流逝，这种半永久性屏障逐渐演变为我们所知的细胞核。被窃取了技术的病毒无法再继续入侵洛基古菌的基因组，只好无奈离开了它，去寻找“下一春”，而洛基古菌则与细菌和蓝藻相遇，开启了随后的“婚姻生活”。

与之不同的是，贝尔更喜欢设想一个病毒主导的版本。他认为，一种古老的巨型病毒感染了古菌并建立了病毒工厂，但并未杀死其宿主细胞，而是窃取了宿主基因并最终取而代之。这种病毒像基因窃贼一样，窃取了古菌中生存必需的基因后，彻底破坏了古菌的基因组，从此古菌的外壳好似没有变化，但内里已变成了病毒。这种观点有助于解释为什么细胞核的基因组中有许多线粒体基因：多年来，病毒遗传下来的细胞核仍像“基因窃贼”一样，一直在从线粒体中窃取基因。如果贝尔的想法是正确的，那么包括人类在内的所有真核细胞其本质都是病毒。

洛基古菌这段扑朔迷离的“婚姻”关系到底真相如何，解密的关键就在于井町博之等人培养出的活体洛基古菌中。如果能找到一种能感染洛基古菌的巨型病毒，观察它如何进入细胞并建立“病毒工厂”，洛基古菌又是如何应对它的，这将为真核生物细胞核的来源提供决定性的证据。