细胞内的细胞器最初常常是独立的细胞，这些细胞被宿主细胞纳入，并在进化过程中失去了它们的独立性。生物学家们现在正在调查这种同化过程是如何发生的以及发生的速度。
细胞内的细胞器最初常常是独立的细胞，这些细胞被宿主细胞纳入，并在进化过程中失去了它们的独立性。由海因里希·海涅大学杜塞尔多夫（HHU）的埃娃·诺瓦克教授博士领导的生物学家团队正在研究这种同化过程是如何发生的以及发生的速度。他们现在在科学期刊《科学进展》中描述了他们对这一过程中的一个中间阶段的发现。
真核细胞，即具有细胞核的细胞，包含大量功能亚单位，称为细胞器。它们在细胞内执行重要功能。一些细胞器在过去某个时刻是独立的单细胞生物。然后它们被细胞摄取，并随着时间的推移与宿主细胞以共生的方式演化。这些“内生共生体”在这个过程中失去了自主功能的能力。这类细胞器的一个著名例子是线粒体——细胞的“动力源”，它源自细菌。
诺瓦克教授领导的微生物细胞生物学研究所的工作组正在研究细胞及其内生共生体在数百万年的演化过程中是如何相互适应和演化的。发表在科学期刊《科学进展》上的一项研究集中在一种单细胞鞭毛虫——Angomonas deanei（简称：A. deanei），它来自斯特里戈莫纳豆亚科。这些生物生活在昆虫的肠道中。
诺瓦克教授说：“斯特里戈莫纳豆亚科的所有成员都有一个内生共生体。在约4000万到1亿2000万年前的某个时候，现存斯特里戈莫纳豆亚科的一个共同祖先吸收了一种原核细菌，从而演变出了内生共生体。”它向宿主细胞提供代谢物和所谓的辅因子，这些辅因子在酶中具有例如催化功能。“值得注意的是，每个宿主细胞只有一个这样的内生共生体，它总是与宿主细胞同步分裂，”诺瓦克补充道。
在2022年，位于杜塞尔多夫的研究团队在《当前生物学》上报道，宿主细胞产生的几种蛋白质与内生共生体相互作用。其中一种名为ETP9的蛋白质在内生共生体分裂位点周围形成一个环（参见2022年12月7日的新闻稿）。与诺瓦克教授及其博士生阿纳伊·毛利亚合作的研究人员现在发现，斯特里戈莫纳豆亚科的内生共生体——曾经是独立细菌——几乎失去了所有分裂所需的基因。描述蛋白质FtsZ并标记细菌和大多数细胞器的分裂位点的基因，是少数剩余的细菌细胞分裂基因之一。
毛利亚，曼乔特研究生院“感染分子IV”的成员及研究的首席作者：“在细胞核的控制下，蛋白质ETP9在一个依赖于细胞周期的过程中在内生共生体的分裂位点积累。当我们实验性地停止ETP9的产生时，内生共生体就无法再分裂。形成了长而细线状的内生共生体，其中细菌蛋白质FtsZ现在标记了几个分裂位点，但没有宿主蛋白质ETP9的帮助它们无法再分裂。”
因此，A. deanei中的内生共生体代表了内生共生细菌（仍然在遗传上是自主的）和几乎完全由宿主细胞控制的细胞器之间的一个中间阶段。内生共生体已经失去了对其自主生存至关重要的基因。宿主细胞核中的基因现在已经替代了它们的功能。
诺瓦克说：“这些基础研究结果有助于我们理解细胞器是如何从细菌演变而来的。利用这种机制，将来可能还可以开发出一种合成共生关系，其中合成内生共生体由细胞核控制。”
来自微生物细胞生物学研究所的生物学家们与HHU的医学微生物学与医院卫生研究所（斯泰法尼·舍乌教授领导的研究团队）和先进成像中心合作进行了这项研究工作。
