生命最古の祖先のひとつが新たな研究で解明される(Insight into one of life’s earliest ancestors revealed in new study)

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2024-07-16 バース大学

バース大学のミルナー進化センターのジェームズ・クラーク博士を含む国際研究チームが、地球の最古の生態系について新たな洞察を提供しました。研究によると、地球と太陽系の形成から約4億年後、4.2億年前にはすでに生命が繁栄していたことが示されました。この時期に生きていた共通祖先LUCA(最後の普遍的共通祖先)は、現代の全ての細胞生命の起源です。研究チームは、現存する種のゲノムの遺伝子を比較し、化石記録を基にLUCAの存在時期を特定しました。LUCAは複雑な生物であり、初期の免疫システムを持ち、他の微生物と共存する生態系の一部であったことが明らかになりました。この研究は、地球外の生命の可能性にも示唆を与える重要な発見です。研究成果は「Nature Ecology & Evolution」に掲載されました。

<関連情報>

最後の普遍的共通祖先の性質と初期地球システムへの影響 The nature of the last universal common ancestor and its impact on the early Earth system

Edmund R. R. Moody,Sandra Álvarez-Carretero,Tara A. Mahendrarajah,James W. Clark,Holly C. Betts,Nina Dombrowski,Lénárd L. Szánthó,Richard A. Boyle,Stuart Daines,Xi Chen,Nick Lane,Ziheng Yang,Graham A. Shields,Gergely J. Szöllősi,Anja Spang,Davide Pisani,Tom A. Williams,Timothy M. Lenton & Philip C. J. Donoghue
Nature Ecology & Evolution  Published:12 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41559-024-02461-1

生命最古の祖先のひとつが新たな研究で解明される(Insight into one of life’s earliest ancestors revealed in new study)

Abstract

The nature of the last universal common ancestor (LUCA), its age and its impact on the Earth system have been the subject of vigorous debate across diverse disciplines, often based on disparate data and methods. Age estimates for LUCA are usually based on the fossil record, varying with every reinterpretation. The nature of LUCA’s metabolism has proven equally contentious, with some attributing all core metabolisms to LUCA, whereas others reconstruct a simpler life form dependent on geochemistry. Here we infer that LUCA lived ~4.2 Ga (4.09–4.33 Ga) through divergence time analysis of pre-LUCA gene duplicates, calibrated using microbial fossils and isotope records under a new cross-bracing implementation. Phylogenetic reconciliation suggests that LUCA had a genome of at least 2.5 Mb (2.49–2.99 Mb), encoding around 2,600 proteins, comparable to modern prokaryotes. Our results suggest LUCA was a prokaryote-grade anaerobic acetogen that possessed an early immune system. Although LUCA is sometimes perceived as living in isolation, we infer LUCA to have been part of an established ecological system. The metabolism of LUCA would have provided a niche for other microbial community members and hydrogen recycling by atmospheric photochemistry could have supported a modestly productive early ecosystem.

細胞遺伝子工学
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