新甲藻细胞器发生的研究仍在进行中

2020-09-21 49藻类

许多藻类和植物含有光合膜结合的细胞器,称为质体,实际上是自由生活蓝藻的残余物。在进化史上的某个时刻,一个蓝藻被一个祖先的藻类吞噬,在一个被称为细胞器发生的过程中,它作为一个由宿主控制的内共生体被永远捕获。所有现代藻类和植物都是这种含有第一质体的祖先藻类的后代。但就好像通过业力干预,这些藻类中的一些在次生内共生事件中被自己吞没,产生了所谓的复杂藻类。

新甲藻细胞器发生的研究仍在进行中

在大多数情况下,内共生体在细胞器发生过程中丢失了大部分基因组以及除质体外的大多数其他细胞成分。然而,在少数情况下,残留的内共生体细胞核保留在宿主细胞内,形成核型。虽然研究人员知道内共生体基因被整合到宿主基因组中,但目前只有少数几个模型系统可以用来研究细胞器发生的过程,这意味着它仍然是一个谜,新甲藻细胞器发生的研究仍在进行中。

然而,在上个月发表在PNAS上的一项研究中,筑波大学领导的研究人员报告了一个令人兴奋的发现,它可能会对细胞器的形成过程有所帮助。

研究内容

研究小组发现了两种新的甲藻菌株MGD和TGD,它们含有正在进行内共生体宿主DNA转移的核型。在已知含有核型的其它藻类类群中,隐生植物和氯霉素植物中,所有的DNA转移事件都已停止,这意味着遗传水平上的细胞器发生已经完成。这使得我们无法发现内共生藻类的近亲,也无法确定它们的基因组在过渡过程中是如何变化的。

“形态学上,MGD和TGD是明显不同的,这得到了分子系统发育分析的支持,”资深作者Yuji Inagaki教授说然而,这两个菌株都含有绿藻源的质体,其核状结构含有DNA。”

尽管研究人员表明内共生藻已经转化为质体,但基因序列分析表明,在MGD和TGD中,DNA从核型向宿主基因组的转移仍在进行中。考虑到内共生体基因组相对完整的状态,研究人员成功地在属水平上确定了藻类的起源。

研究意义

稻崎教授解释说:“对这些新型甲藻的基因组分析表明,它们都是含有核型的藻类菌株,携带的质体来自于内共生的绿藻,很可能是假单胞菌属。”

新甲藻细胞器发生的研究仍在进行中,根据MGD和TGD的内共生体和宿主基因组的整合程度,我们认为这些菌株的细胞器发生过程不如隐生植物和黄腊肠植物。这一重要区别将使我们能够利用这些生物体作为模型,以更好地了解细胞生成的过程。”

引用

University of Tsukuba. "Organellogenesis still a work in progress in novel dinoflagellates." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 March 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200323101346.htm.

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