Produkty

Ewolucja genomu w wewnątrzkomórkowych symbiontach mikrobiologicznych charakteryzuje się utratą genów, generując jedne z najmniejszych i najbardziej ubogich w geny znanych genomów.W wyniku utraty genów genomy te zwykle zawierają szlaki metaboliczne, które są fragmentaryczne w stosunku do ich wolno żyjących krewnych.Ewolucyjne zachowanie fragmentarycznych szlaków metabolicznych w ubogich w geny genomach endosymbiontów sugeruje, że są one funkcjonalne.Jednak nie zawsze jest jasne, w jaki sposób zachowują one funkcjonalność.Do tej pory wykazano, że pofragmentowane szlaki metaboliczne endosymbiontów zachowują funkcjonalność poprzez komplementację przez geny gospodarza, komplementację przez geny innego endosymbiontu i komplementację przez geny w genomach gospodarza, które zostały nabyte poziomo ze źródła drobnoustrojów, które nie jest endosymbiontem.Tutaj demonstrujemy czwarty mechanizm. Badamy ewolucyjne zachowanie fragmentarycznego szlaku dla niezbędnego składnika odżywczego pantotenianu (witaminy B5) w endosymbiozie mszycy grochowej Acyrthos iphon pisum z Buchnera aphidicola.Wykorzystując ilościową analizę ekspresji genów, przedstawiamy dowody na komplementację szlaku biosyntezy pantotenianu Buchnera przez geny gospodarza.Ponadto, stosując testy komplementacji w mutancie Escherichia coli, wykazaliśmy funkcjonalne zastąpienie enzymu biosyntezy pantotenianu, 2-reduktazy 2-dehydropantonianu (EC 1.1.1.169), przez gen endosymbiontu, ilvC, kodujący substrat niejednoznaczny enzym. Wcześniejsze badania spekulowały że brakujące etapy enzymatyczne we fragmentowanych szlakach metabolicznych endosymbiontu są uzupełniane przez adaptowalne enzymy endosymbionta z innych szlaków.Tutaj eksperymentalnie demonstrujemy ukończenie fragmentarycznego szlaku biosyntezy witamin endosymbionta poprzez rekrutację niejednoznacznego enzymu substratu z innego szlaku.Ponadto ta praca rozszerza współpracę metaboliczną żywiciela / symbionta w symbiozie mszycy / Buchnera z metabolizmu aminokwasów na biosyntezę witamin.