近日，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）教授钱培元联合中国海洋大学教授孙进、香港浸会大学教授邱建文等团队，在南海冷泉深海无板类软体动物神龙毛皮贝中发现一种全新的宿主–细菌共生结构，并鉴定出专用于容纳和培养硫氧化共生菌的特化多层膜细胞器“dracosphera”（龙珠），揭示深海生命对极端低氧的适应机制。相关成果发表于《自然—通讯》。

神龙毛皮贝与dracosphera的功能及演化示意图。研究团队供图

神龙毛皮贝属软体动物门尾腔纲，是首个与深海化能合成生境相关联的蠕虫状无板类软体动物，体长可达150毫米以上，具显著“深海巨型化”特征。研究团队在南海“海马”冷泉区发现，其密集埋藏于沉积物表面下数十厘米的黑色还原性泥层中；原位微电极测量显示，表层3毫米以下即完全无氧，深层富集高浓度硫化氢。

解剖学与显微CT三维重建显示，其消化系统发生剧烈特化与退化：齿舌高度退化，中后肠与肛门几乎完全缺失，消化腺高度膨大、呈复杂网状弥散并占据绝大部分体腔。荧光原位杂交与碳氮稳定同位素分析证实，该特化消化腺是行使化能合成的核心共生器官。透射电镜与聚焦离子束扫描电镜三维解析进一步发现，含菌细胞内密集分布直径约10-15微米的球形囊泡，每个被20层以上致密脂质膜包裹，平均膜壁厚度达506纳米，团队将其命名为“龙珠”。

每个龙珠内部包裹数百至上千个硫氧化共生菌，单个宿主细胞平均容纳共生菌多达1629个；龙珠内无真核细胞核与溶酶体，排除了其作为常规溶酶体进行消化的可能，表明宿主对共生菌进行长期庇护与培养。基因组分析表明，共生菌基因组高度简化至1.14 Mb，具微需氧及兼性厌氧代谢潜力。龙珠紧密的多层膜构型类似髓鞘或固氮菌囊泡，可发挥氧气扩散屏障作用，阻隔氧气接触共生菌，将微量氧气优先供给宿主线粒体，实现极端缺氧生境下能效最优化。

空间代谢组与空间转录组还显示，共生消化腺富集半乳糖神经酰胺、神经鞘磷脂等15种鞘脂类分子，血蓝蛋白及神经轴突发育相关基因高水平表达；龙珠外部宿主胞质密集分布溶酶体，共生区域高表达丝氨酸肽酶和金属肽酶等水解酶基因，提示宿主可能周期性调控多层膜局部崩解，将共生菌受控释放至胞质经溶酶体酶解，获取必需氨基酸与有机养分，完成“放牧式”营养转化。

该发现展示了多细胞动物演化出特化细胞器以驾驭化能共生菌的新路径，为真核生物细胞器起源与内共生演化提供了新案例。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-78965-0