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Eine ungewöhnliche Symbiose aus einem bewimperten, grünen und violetten Bakterium

Dr. Sebastian Hess und sein Team vom Zoologischen Institut der Universität zu Köln haben eine sehr seltene und verwirrende dreigliedrige Symbiose untersucht. Dieses Konsortium besteht aus einem Ciliaten als Wirt und zwei Arten von Endosymbionten: einer Grünalge und einem bisher unbekannten Purpurbakterium. Durch genetische Analysen des rosa-grünen Ciliaten fanden die Forscher heraus, dass die endosymbiotischen Bakterien zu den sogenannten „violetten Schwefelbakterien“ (Familie Chromatiaceae) gehören, aber die Fähigkeit verloren haben, die reduzierten Schwefelverbindungen zu oxidieren Mitglieder. Chromatiaceae. Das Genom des Purpurbakteriums ist stark reduziert, was darauf hindeutet, dass sich das Bakterium hauptsächlich auf die Kohlenstofffixierung durch Photosynthese spezialisiert hat. Es ist wahrscheinlich nicht mehr in der Lage, außerhalb der Wirtszelle zu leben. Somit ist die neue Bakterienart “Candidatus Thiodictyon intracellulare” eine bemerkenswerte Ausnahme unter den bekannten Purpurschwefelbakterien. In ihrem Artikel ‘A microbial eukaryote with a uniquecombination of purplebacteries and green algae as endosymbionts’ veröffentlicht in Wissenschaftler machen Fortschritte, berichten die Forscher über die neuen Erkenntnisse und erklären, wie die sauerstoffempfindlichen Purpurbakterien mit den sauerstoffreichen Grünalgen im Flimmerwirt koexistieren.

Der rosa-grüne Pseudoblepharisma gehalten Ciliat bewohnt hypoxische Sedimente in den Teichen von ‘Simmelried’, einem Moor bei Konstanz. Dr. Martin Kreutz, ein Hobby-Mikroskopist und Freund von Dr. Hess, beobachtet seit mehreren Jahren die Entstehung dieser ungewöhnlichen Lebensform. Da das Ciliat bisher nicht im Labor kultiviert werden konnte, hat sich eine rege Zusammenarbeit zwischen Dr. Kreutz und Forschern der UzK entwickelt. Dr. Kreutz nahm die Proben und schickte das frische Sediment per Kurier nach Köln. In Köln isolierten Forscher einzelne Zellen von Pseudoblepharisma aus den Proben und analysierten sie mit verschiedenen mikroskopischen und genetischen Techniken.

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Der Erstautor der Studie, Dr. Sergio Muñoz-Gómez, rekonstruierte die Genome der drei Symbiosepartner und zeigte die massive physiologische Reduktion der endosymbiotischen Purpurbakterien. „Basierend auf unseren Beobachtungen in natürlichen Proben, mikroskopischen Details des symbiotischen Konsortiums und genomischen Daten ergibt sich ein interessantes Bild. Die Symbiose brachte eine einzigartige chimäre Kreatur hervor: eine mobile, gefräßige Zelle, die gleichzeitig Lichtenergie aus ansauerstoffarmer Photosynthese nutzt, um die tiefen, sauerstoffarmen Schichten von Teichen zu bewohnen “, sagten die Forscher. „Grünalgen scheinen eine untergeordnete Rolle zu spielen. Stattdessen kommt der entscheidende physiologische Beitrag von sauerstoffempfindlichen schwefelvioletten Bakterien.

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