
葉緑体やミトコンドリアはシアノバクテリアや好気性細菌が原始真核細胞に入り込み、細胞内部に共生することによって誕生したことは細胞内共生説としてよく知られています。
それでは、細胞内共生はどのように進行していったのでしょうか?
池や湖に生息する光合成を行う有殻アメーバと巨大DNAウイルスのゲノム解析から、この進化の謎に迫ります。
有殻アメーバのポーリネラ ミクロポラ(Paulinella micropora) は10μmほどの大きさのガラスの殻を持つ光合成を行うアメーバで、
その細胞の中に、ソーセージ状の光合成を行う細胞内小器官、クロマトフォアを持ちます。
このクロマトフォア、葉緑体と同様にシアノバクテリアを起源に持つものの、
由来となったシアノバクテリアの種類が葉緑体と全く異なることが分かっています。
クロマトフォアは約1億年前に、海洋性シアノバクテリアSynechoccocusの仲間が有殻アメーバに共生することで誕生したと考えられおり、
葉緑体は10億年以上前にGloeomargariaと呼ばれるシアノバクテリアの仲間が細胞内共生することで誕生した推定されています。
葉緑体の10分の1以下しか共生進化の歴史を経ていないことから、
ポーリネラは、
植物や藻類では解析が難しい細胞内共生進化の初期の様子を調べることができるユニークな存在として着目されています。
植物は環境ストレスに曝されると活性酸素種を作りだし、様々なストレス防御反応を誘導します。 この防御反応は、活性酸素シグナルが傷害を受けた部位からそれ以外の部位へと伝達されていくことで、植物体全身に伝搬していきます。 この活性酸素シグナルを介した全身性ストレス応答に関連する遺伝子の機能を調べ、それらの遺伝子をゲノム編集を用いて改変することで、 高いストレス耐性能を持つ作物の作出を試みます。