Paulinella chromatophoraは、シアノバクテリア内膜症を抱いており、光合成能力を提供する単細胞アメーバです。内膜症は、ある生物が別の生物の中に住んでおり、密接で相互に有益な関係を形成する魅力的な現象です。この場合、クロマトフォアと呼ばれるシアノバクテリア内膜症は、パウレイネラクロマトフォラの細胞質内に存在します。
このユニークな関係の背後にある進化の歴史と細胞メカニズムを理解するために、研究者は包括的なゲノムおよび細胞分析を実施しました。彼らはクロマトフォアと宿主アメーバとの相互作用に焦点を合わせました。
比較ゲノム分析を通じて、科学者は、Paulinella Chromatophoraのクロマトフォアがゲノムの減少を有しており、宿主内の光合成と生存に不可欠な遺伝子のみを含むことを発見しました。これは、クロマトフォアが進化的期間にわたって大幅なゲノムの減少を受けており、光合成の主要な目的にその機能を合理化していることを示唆しています。
さらに、詳細な細胞調査により、クロマトフォアは宿主アメーバに由来する特殊な膜に囲まれていることが明らかになりました。このユニークな膜区画化は、保護を提供し、クロマトフォアと宿主の間の栄養素と廃棄物の効率的な交換を保証します。膜には、宿主と内膜の間のコミュニケーションと調整を促進する特定のタンパク質も含まれています。
研究チームはまた、クロマトフォアと宿主アメーバの間の水平遺伝子導入の説得力のある証拠を明らかにしました。水平遺伝子導入は、従来の生殖とは無関係に、異なる生物間で遺伝物質が移動するプロセスです。この例では、光合成と炭素固定に関連する遺伝子がクロマトフォアから宿主に伝達され、2つの生物間のより深いレベルの統合と協力が示唆されました。
これらの発見は、光合成の真核生物の進化の旅に光を当て、内気性関係がどのように重要な適応と革新を促進することができるかを示しています。この研究は、真核生物における光合成の起源と、複雑な細胞寿命の進化を形作ったメカニズムのより深い理解を提供します。
