Paulinella chromatophora är en encellig amöba som hyser cyanobakteriella endosymbionts, vilket ger den förmågan att fotosyntetisera. Endosymbios är ett fascinerande fenomen där en organism lever inuti en annan och bildar en nära och ömsesidigt fördelaktig relation. I detta fall finns de cyanobakteriella endosymbionterna, kallade kromatoforer, i cytoplasman hos Paulinella chromatophora.
För att förstå den evolutionära historien och cellulära mekanismerna bakom detta unika förhållande, genomförde forskare omfattande genomiska och cellulära analyser. De fokuserade på kromatoforerna och deras interaktioner med värdamöban.
Genom jämförande genomiska analyser upptäckte forskarna att kromatoforerna av Paulinella chromatophora har ett reducerat genom, som endast omfattar nödvändiga gener för fotosyntes och överlevnad inom värden. Detta tyder på att kromatoforerna har genomgått betydande genomreduktion under evolutionär tid, vilket effektiviserar deras funktionalitet till det primära syftet med fotosyntes.
Dessutom avslöjade detaljerade cellulära undersökningar att kromatoforerna är inneslutna i ett specialiserat membran som härrör från värdamöban. Denna unika membranuppdelning ger skydd och säkerställer effektivt utbyte av näringsämnen och avfallsprodukter mellan kromatoforerna och värden. Membranet innehåller också specifika proteiner som underlättar kommunikation och koordination mellan värden och endosymbionterna.
Forskargruppen upptäckte också övertygande bevis på horisontell genöverföring mellan kromatoforerna och värdamöban. Horisontell genöverföring är en process där genetiskt material överförs mellan olika organismer, oberoende av traditionell reproduktion. I det här fallet överfördes gener relaterade till fotosyntes och kolfixering från kromatoforerna till värden, vilket tyder på en djupare nivå av integration och samarbete mellan de två organismerna.
Dessa fynd kastar ljus över den evolutionära resan av fotosyntetiska eukaryoter, och visar hur endosymbiotiska relationer kan driva betydande anpassningar och innovationer. Forskningen ger en djupare förståelse för ursprunget till fotosyntes i eukaryoter och de mekanismer som har format utvecklingen av komplext cellulärt liv.
