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發(fā)現(xiàn)不能進(jìn)行光合作用但能產(chǎn)生葉綠素的生物

2019-04-25 13:07來源：生物谷


頂復(fù)動物亞門（Apicomplexa）是一組專性細(xì)胞內(nèi)寄生蟲，包括瘧疾和弓形蟲病等人類疾病的致病因子。頂復(fù)動物亞門是由自由生活的光養(yǎng)性祖先進(jìn)化而來的，但是人們對這種向寄生過渡的過程如何發(fā)生仍然是不清楚的。


一個潛在的線索在于珊瑚礁，在那里，環(huán)境DNA調(diào)查已發(fā)現(xiàn)了未被描述的基底分支的頂復(fù)動物亞門的幾個譜系。造礁珊瑚與具有光合作用的Symbiodiniaceae dinoflagellates存在良好的共生關(guān)系，但是鑒定珊瑚的其他的至為重要的微生物共生體經(jīng)證實是具有挑戰(zhàn)性的。

在一項新的研究中，來自加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究人員通過使用群落調(diào)查、基因組學(xué)和顯微鏡分析鑒定出頂復(fù)動物亞門的一個譜系，我們將它非正式地命名為corallicolid。我們發(fā)現(xiàn)corallicolid在所有主要珊瑚群中是普遍存在的（存在于80％以上的珊瑚樣本和70%的珊瑚屬中）。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年4月4日的Nature期刊上，論文標(biāo)題為“A widespread coral-infecting apicomplexan with chlorophyll biosynthesis genes”。


corallicolid是僅次于Symbiodiniaceae的第二豐富的珊瑚相關(guān)微真核生物（microeukaryote），因此是珊瑚微生物組的核心成員。


原位熒光和電子顯微鏡實驗證實，corallicolid生活在珊瑚胃腔組織的細(xì)胞內(nèi)，并且它們具有頂復(fù)動物亞門的超微結(jié)構(gòu)特征。


這些研究人員對corallicolid質(zhì)體進(jìn)行基因組測序，發(fā)現(xiàn)它缺乏所有編碼光系統(tǒng)蛋白的基因；這表明corallicolid很可能含有不能進(jìn)行光合作用的質(zhì)體（頂質(zhì)體）。然而，corallicolid質(zhì)體與所有其他已知的頂質(zhì)體（apicoplast）不同，這是因為它保留了四個參與葉綠素生物合成的祖先基因。因此，corallicolid與它們的寄生性親屬和能夠自由生活的親屬存在一些相同特征，這表明它們是進(jìn)化中間體，并提示著在從光養(yǎng)性到寄生性的過渡期間存在著一種獨特的生化機(jī)制。