2026年7月23日，深圳大学高等研究院李猛教授和卢中一助理教授研究团队应邀在微生物学权威综述杂志《Annual Review in Microbiology》发表题为“Archaeal Diversity Sheds New Light on the Origin of the Eukaryotic Endomembrane System”论文，深圳大学为论文的唯一完成单位，李猛教授为通讯作者，卢中一助理教授为第一作者。

真核生物的内膜系统由内质网、高尔基体、内体、溶酶体等膜性细胞器及膜运输网络构成，承担蛋白质与脂质运输、物质分选和信号转导等关键功能，是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。其起源是理解真核生物发生核心问题之一。近年来，宏基因组测序与古菌培养取得突破，发现了与真核生物亲缘最近的阿斯加德古菌，为“两域论”假说（真核生物起源于古菌）提供了关键证据，也为解析真核细胞复杂起源提供了重要演化中间体。

该论文系统总结了阿斯加德古菌编码的真核特征蛋白的结构和功能，包括内体分选转运复合体（ESCRT）、泛素化修饰系统、小GTP酶及细胞骨架蛋白等，参与膜重塑、囊泡运输、蛋白分选和信号传递。研究表明，这些古菌蛋白与真核同源蛋白在三维结构和生化功能上高度相似，提示真核生物内膜系统的核心分子机器起源于古菌。在此基础上，论文提出真核内膜系统渐进式演化模型：早期阿斯加德古菌已具备囊泡形成、蛋白分选及细胞骨架协同的基本膜运输能力，可能甚至拥有原始胞吞功能。在真核发生过程中，来自不同细菌谱系的脂质代谢基因逐步整合，古菌膜演化为兼具古菌与细菌特征的杂合膜，最终形成现代真核细胞高度区室化的内膜系统。ESCRT系统、泛素化系统和细胞骨架等核心模块通过基因复制、功能分化和结构域融合逐步扩展，并在真核发生阶段实现高度协同。此外，论文还提出病毒在起源中发挥驱动作用：古菌病毒与宿主长期互作可能促进了早期祖先基因组扩张和膜系统复杂化；细菌病毒则在膜脂替换过程中对细胞核及内膜演化施加选择压力。

总之，该论文整合古菌生物学、宏基因组学、结构生物学和细胞生物学等多领域进展，构建了以阿斯加德古菌为起点、融合细菌内共生、膜脂演化和病毒驱动的真核起源新模型，深化了对内膜系统起源机制的认识，并为探索生命复杂性形成提供了新视角。未来，随着更多阿斯加德古菌的分离培养、古菌病毒研究及真核特征蛋白功能的深入解析，真核生物起源这一重大科学难题有望获得更完整的答案。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究基金、广东省教育厅、深圳市医学研究基金、深圳市科技计划、深圳大学2035卓越研究计划、零磁生物学专项和深圳大学合成生物学研究中心等项目的支持。论文链接：https://doi.org/10.1146/annurev-micro-042524-032136

图 1. 推测真核生物内膜系统演化过程