由博物馆研究人员开发的计算机模型可以提供对吞噬作用起源的新见解，吞噬作用是单细胞生物“吃”其他细胞作为吸收营养物质或消除病原体的一种方法。

吞噬作用被一些人认为是复杂生命进化的早期步骤背后的机制，当两个简单的单细胞生物合并时，产生线粒体能量产生细胞器，这是复杂细胞的关键特征，包括我们的拥有。

“吞噬作用是许多单细胞生物体内营养吸收的主要机制，对包括人类在内的许多生物体内的免疫防御至关重要，”博物馆无脊椎动物学部副馆长Eunsoo Kim说。“它可以追溯到大约20到30亿年，并在那些可能开始逐步演变为我们今天在地球上看到的更加多样化和复杂的生活的共生关系中发挥作用。”

但是，确定线粒体进化的祖先微生物是困难的，因为今天没有单细胞细菌或古细菌能够吞噬细胞。新模型使用基于吞噬细胞遗传模式的机器学习，可以帮助科学家快速预测哪些细胞可能“食用”。

博物馆的萨克勒比较基因组学研究所的研究科学家约翰·伯恩斯说：“没有一套基因可以强烈预测吞噬作用。”该研究的主要作者描述了今天发表在“自然生态学与进化论”上的模型。“但是当我们开始研究越来越多的真核生物的基因组时，出现了一种遗传模式，它存在于多样性中，尽管它在每个物种中都略有不同。”

使用新的计算机模型，研究人员已经能够更仔细地检查像Asgard archaea这样的微生物的遗传系，最近的一些研究表明这些微生物可能是第一个吞噬细胞的后代。然而，研究结果表明，Asgard微生物缺乏能够吞噬作用的遗传特性。虽然这项新工作消除了线粒体出生的一种情况 - 阿斯加德古细菌吞噬了细菌 - 许多其他选择仍然存在。

“当你把这些预测基因的成分分开时，有些根源于古细菌，有些根源于细菌，有些只是真核生物所独有的，”Kim说，他是前Alexandros Pitti研究的合着者。博物馆博士后研究员。“我们的数据符合我们的细胞是古细菌和细菌成分的嵌合体的假设，并且吞噬作用的过程仅在这种组合发生后才出现。我们在这个领域还有很多工作要做。“