
ロパロディア科珪藻の顕微鏡写真。細胞はガラス質の殻に覆われており、全体に茶色の葉緑体が見える。中央部に見える球体がスフェロイドボディ(提供:筑波大学)
筑波大学は7月22日、ある種の珪藻に共生する細菌の全ゲノムを世界に先駆け解読したと発表した。この細菌は、ロパロディア科という珪藻の細胞内に共生する細菌で、珪藻細胞中では「スフェロイドボディ」と呼ばれる楕円球形状の共生体としてある。DNA(デオキシリボ核酸)の解析の結果、この共生体は光合成細菌に由来するものだが、その機能を失い、ミトコンドリアのような細胞小器官(オルガネラ)に進化する過程にあることが推定されたという。
■宿主の珪藻に依存した生き方に特化
ロパロディア科珪藻の細胞内共生体スフェロイドボディは、光合成細菌であるシアノバクテリアに由来する。しかし、珪藻細胞に共生したスフェロイドボディは、空気中の窒素を窒素化合物に変える「窒素固定」は行うが、光合成はしない。
研究チームは今回、スフェロイドボディからDNAを取り出し、全塩基配列を決定するとともに、そこに含まれる遺伝子を詳細に解析した。
その結果、スフェロイドボディが独立して生育するために必要な遺伝子はその多くが失われていることが明らかになり、宿主珪藻に依存した生き方に特化していることが分かった。失われた遺伝子の中には光合成に関連する遺伝子も含まれており、光合成細菌シアノバクテリアに由来するにもかかわらず、光合成能力まで失っていることが明らかになった。
これらの特徴は、葉緑体やミトコンドリアが共生により細胞小器官になったのではないかと考えられているのと同様に、スフェロイドボディも珪藻細胞の一部として統合されつつあることを示しているという。