Revolutionair onderzoek: hoe endosymbionten onze cellen vormen!

Revolutionair onderzoek: hoe endosymbionten onze cellen vormen!

Een aanzienlijke vooruitgang in het onderzoek naar organellen en hun evolutie werd onlangs geboekt door een team onder leiding van prof. dr. Eva Nowack, gepresenteerd aan de Heinrich Heine Universiteit in Düsseldorf. Jouw onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgang werd gepubliceerd, gaat over het assimilatieproces van endosymbionten, die oorspronkelijk als onafhankelijke organismen in eukaryoten waren geïntegreerd.

Het onderzoek richt zich op de eencellige flagellatenAngomonas deanei, dat in de darmen van insecten leeft en naast een endosymbiont bestaat. Historisch gezien absorbeerde een voorouder van de Strigomonadinae tussen 40 en 120 miljoen jaar geleden een protobacterium dat een endosymbiont werd. Deze endosymbiont speelt een cruciale rol door de gastheercel te voorzien van belangrijke metabolieten en co-factoren.

Endosymbionten en hun functies

Een opmerkelijk aspect van het onderzoek is de bevinding dat elke gastheercel precies één endosymbiont heeft die ermee deelt. Het onderzoeksteam had in 2022 al gerapporteerd over de interacties tussen gastheercellen en hun endosymbionten. Uit huidige onderzoeken blijkt dat het eiwit ETP9 een centrale rol speelt bij het markeren van de delingsplaats van de endosymbiont. De accumulatie van ETP9 op deze locatie is cyclusafhankelijk en elke experimentele verstoring van de productie ervan resulteert in de vorming van draadvormige vormen die zich niet verder kunnen delen.

Het team ontdekte ook dat endosymbionten van Strigomonadinae bijna alle celdelingsgenen hebben verloren, behalve het FtsZ-gen, een van de weinige overgebleven bacteriële celdelingsgenen. Dit suggereert dat de endosymbiont inA. Deaneibevindt zich in een tussenfase tussen een autonome bacterie en een volwaardig organel. De functies die genen ooit vervulden voor autonoom overleven worden steeds vaker overgenomen door de kern van de gastheercel.

Onderzoeksperspectieven

Deze bevindingen zijn niet alleen van academisch belang, maar openen ook nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van synthetische symbiose. Toekomstige studies zouden synthetische endosymbionten kunnen produceren die rechtstreeks door de kern worden gecontroleerd. Dit onderzoeksgebied zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor ons begrip van symbiose en celbiologie.

Het onderzoek ookAngomonas deaneimaakt deel uit van een bredere poging om licht te werpen op nieuwe aspecten van de familie Trypanosomatidae. Een eerder onderzoek naar de eiwitten vanAngomonas deaneiEnStrigomonas culicisen hun endosymbionten werden al in 2013 in het tijdschrift gepubliceerd PLoS Eén gepubliceerd, wat de langdurige relevantie van deze onderwerpen onderstreept.

De resultaten van dit huidige onderzoek doorAnna Mauryaet al. zijn veelbelovend en helpen het beeld van de evolutie van organellen uit bacteriën te completeren. Verder onderzoek op dit gebied zal ongetwijfeld sluitende antwoorden opleveren op vragen die de fundamenten van de cel- en evolutionaire biologie beïnvloeden.