真核生物膜起源的一种非传统融合机制

《The Journal of Physical Chemistry B》：An Unconventional Fusion Mechanism at the Origin of Eukaryotic Membranes

真核生物膜起源研究中发现非经典脂质介导机制，通过边缘诱导途径实现古菌与细菌膜融合，无需形成融合孔，能量势垒降低且膜稳定性增强，为真核膜起源提供新生物物理基础。

　　

真核生物的形成仍然是生物学中最引人入胜的转变之一，然而驱动真核细胞膜出现的机制尚未得到充分研究。传统的膜融合模型无法解释从古菌细胞膜通过异手性中间体向细菌细胞膜的转变过程。在这里，我们展示了一种非传统的、由脂质介导的机制，该机制能够自发生成由细菌和古菌脂质混合组成的封闭双层结构。通过结合增强采样技术和无偏分子动力学模拟，我们证明了这些短暂的、由边缘介导的古菌中间体会与细菌囊泡融合，且在此过程中不会形成或扩展融合孔。关键证据包括能量障碍的降低以及融合后膜稳定性的显著增强。这种由边缘诱导的途径弥合了原细胞模型和蛋白质依赖性途径之间的矛盾，提出了一种非传统的解释，说明了早期真核系统是如何实现膜连续性的。这些发现为真核生物质膜的起源提供了合理的生物物理学基础。