Paulinella chromatophora è un'ameba unicellulare che ospita endosimbionti cianobatterici, dotandola della capacità di fotosintetizzare. L'endosimbiosi è un fenomeno affascinante in cui un organismo vive all'interno di un altro, formando una relazione stretta e reciprocamente vantaggiosa. In questo caso, gli endosimbionti cianobatterici, detti cromatofori, risiedono nel citoplasma della Paulinella chromatophora.
Per comprendere la storia evolutiva e i meccanismi cellulari alla base di questa relazione unica, i ricercatori hanno condotto analisi genomiche e cellulari complete. Si sono concentrati sui cromatofori e sulle loro interazioni con l'ameba ospite.
Attraverso analisi genomiche comparative, gli scienziati hanno scoperto che i cromatofori della Paulinella chromatophora possiedono un genoma ridotto, comprendente solo i geni essenziali per la fotosintesi e la sopravvivenza all'interno dell'ospite. Ciò suggerisce che i cromatofori abbiano subito una significativa riduzione del genoma nel corso del tempo evolutivo, ottimizzando la loro funzionalità allo scopo primario della fotosintesi.
Inoltre, indagini cellulari dettagliate hanno rivelato che i cromatofori sono racchiusi all'interno di una membrana specializzata derivata dall'ameba ospite. Questa compartimentazione unica della membrana fornisce protezione e garantisce un efficiente scambio di nutrienti e prodotti di scarto tra i cromatofori e l'ospite. La membrana contiene anche proteine specifiche che facilitano la comunicazione e la coordinazione tra l'ospite e gli endosimbionti.
Il gruppo di ricerca ha anche scoperto prove convincenti del trasferimento genico orizzontale tra i cromatofori e l'ameba ospite. Il trasferimento genico orizzontale è un processo in cui il materiale genetico viene trasferito tra diversi organismi, indipendentemente dalla riproduzione tradizionale. In questo caso, i geni legati alla fotosintesi e alla fissazione del carbonio sono stati trasferiti dai cromatofori all’ospite, suggerendo un livello più profondo di integrazione e cooperazione tra i due organismi.
Questi risultati fanno luce sul viaggio evolutivo degli eucarioti fotosintetici, mostrando come le relazioni endosimbiotiche possano portare ad adattamenti e innovazioni significativi. La ricerca fornisce una comprensione più profonda delle origini della fotosintesi negli eucarioti e dei meccanismi che hanno modellato l’evoluzione della vita cellulare complessa.
