Forskere afslører, hvordan en lidet kendt amøbe opslugte bakterien for at blive fotosyntetisk

Forskere har afsløret de indviklede detaljer om, hvordan en lidet kendt amøbe, Paulinella chromatophora, erhvervede fotosyntese gennem en ældgammel endosymbiotisk begivenhed, der giver indsigt i fotosyntetiske organismers evolutionære historie.

Paulinella chromatophora er en encellet amøbe, der huser cyanobakterielle endosymbionter, hvilket giver den evnen til at fotosyntetisere. Endosymbiose er et fascinerende fænomen, hvor en organisme lever inde i en anden og danner et tæt og gensidigt fordelagtigt forhold. I dette tilfælde befinder de cyanobakterielle endosymbionter, kaldet chromatophores, sig i cytoplasmaet af Paulinella chromatophora.

For at forstå den evolutionære historie og cellulære mekanismer bag dette unikke forhold, udførte forskere omfattende genomiske og cellulære analyser. De fokuserede på kromatoforerne og deres interaktioner med værts-amøben.

Gennem sammenlignende genomiske analyser opdagede forskerne, at chromatoforerne af Paulinella chromatophora besidder et reduceret genom, der kun omfatter essentielle gener for fotosyntese og overlevelse i værten. Dette tyder på, at kromatoforerne har gennemgået betydelig genomreduktion over evolutionær tid, hvilket strømliner deres funktionalitet til det primære formål med fotosyntese.

Ydermere afslørede detaljerede cellulære undersøgelser, at kromatoforerne er indesluttet i en specialiseret membran afledt af værts-amøben. Denne unikke membranopdeling giver beskyttelse og sikrer effektiv udveksling af næringsstoffer og affaldsprodukter mellem kromatoforerne og værten. Membranen indeholder også specifikke proteiner, der letter kommunikation og koordination mellem værten og endosymbionterne.

Forskerholdet afslørede også overbevisende beviser for horisontal genoverførsel mellem kromatoforerne og værts-amøben. Horisontal genoverførsel er en proces, hvor genetisk materiale overføres mellem forskellige organismer, uafhængigt af traditionel reproduktion. I dette tilfælde blev gener relateret til fotosyntese og carbonfiksering overført fra kromatoforerne til værten, hvilket tyder på et dybere niveau af integration og samarbejde mellem de to organismer.

Disse resultater kaster lys over fotosyntetiske eukaryoters evolutionære rejse og viser, hvordan endosymbiotiske forhold kan drive betydelige tilpasninger og innovationer. Forskningen giver en dybere forståelse af oprindelsen af ​​fotosyntese i eukaryoter og de mekanismer, der har formet udviklingen af ​​komplekst celleliv.