Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν πως ένα ελάχιστα γνωστό αμοιβάδα έσπασε το βακτήριο για να γίνει φωτοσυνθετική
Η Paulinella Chromatophora είναι μια μονοκύτταρα αμοιβάδα που φιλοξενεί κυανοβακτηριακά ενδοσυματικά, παρέχοντάς της την ικανότητα να φωτοσυνδεδετεί. Η ενδοσκοπική είναι ένα συναρπαστικό φαινόμενο όπου ένας οργανισμός ζει μέσα σε άλλο, σχηματίζοντας μια στενή και αμοιβαία επωφελής σχέση. Σε αυτή την περίπτωση, τα κυανοβακτηριακά endosymbionts, που αναφέρονται ως χρωματοφόρα, κατοικούν στο κυτταρόπλασμα του Paulinella Chromatophora.
Για να κατανοήσουν την εξελικτική ιστορία και τους κυτταρικούς μηχανισμούς πίσω από αυτή τη μοναδική σχέση, οι ερευνητές διεξήγαγαν ολοκληρωμένες γονιδιωματικές και κυτταρικές αναλύσεις. Επικεντρώθηκαν στα χρωματοφόρα και στις αλληλεπιδράσεις τους με την αμοιβάδα του ξενιστή.
Μέσα από συγκριτικές γονιδιωματικές αναλύσεις, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα χρωματοφόρα του Paulinella Chromatophora διαθέτουν μειωμένο γονιδίωμα, που περιλαμβάνει μόνο βασικά γονίδια για φωτοσύνθεση και επιβίωση μέσα στον ξενιστή. Αυτό υποδηλώνει ότι τα χρωματοφόρα έχουν υποβληθεί σε σημαντική μείωση του γονιδιώματος κατά τη διάρκεια του εξελικτικού χρόνου, εξορθολογίζοντας τη λειτουργικότητά τους στον πρωταρχικό σκοπό της φωτοσύνθεσης.
Επιπλέον, λεπτομερείς κυτταρικές έρευνες αποκάλυψαν ότι τα χρωματοφόρα περικλείονται μέσα σε μια εξειδικευμένη μεμβράνη που προέρχεται από την αμοιβάδα του ξενιστή. Αυτή η μοναδική διαμερισματοποίηση μεμβράνης παρέχει προστασία και εξασφαλίζει αποτελεσματική ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων μεταξύ των χρωματοφόρων και του ξενιστή. Η μεμβράνη περιέχει επίσης συγκεκριμένες πρωτεΐνες που διευκολύνουν την επικοινωνία και τον συντονισμό μεταξύ του ξενιστή και των ενδοσυμπιονέων.
Η ερευνητική ομάδα αποκάλυψε επίσης επιτακτικές ενδείξεις οριζόντιας γονιδιακής μεταφοράς μεταξύ των χρωματοφόρων και του ξενιστή αμοιβάδα. Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων είναι μια διαδικασία όπου το γενετικό υλικό μεταφέρεται μεταξύ διαφορετικών οργανισμών, ανεξάρτητα από την παραδοσιακή αναπαραγωγή. Σε αυτή την περίπτωση, τα γονίδια που σχετίζονται με τη φωτοσύνθεση και τη σταθεροποίηση του άνθρακα μεταφέρθηκαν από τα χρωματοφόρα στον ξενιστή, υποδηλώνοντας ένα βαθύτερο επίπεδο ολοκλήρωσης και συνεργασίας μεταξύ των δύο οργανισμών.
Αυτά τα ευρήματα ρίχνουν φως στο εξελικτικό ταξίδι των φωτοσυνθετικών ευκαρυωτικών, παρουσιάζοντας πώς οι ενδοοσυμβιοτικές σχέσεις μπορούν να οδηγήσουν σημαντικές προσαρμογές και καινοτομίες. Η έρευνα παρέχει μια βαθύτερη κατανόηση της προέλευσης της φωτοσύνθεσης στους ευκαρυώτες και τους μηχανισμούς που έχουν διαμορφώσει την εξέλιξη της σύνθετης κυτταρικής ζωής.
