Fatty acid synthesis system in Glaucophyta: Further evidence for the lack of chloroplast fatty acid synthesis in glaucophyte algae

Per comprendere la storia di come la vita sulla Terra sia diventata così verde, dobbiamo guardare dentro le minuscole fabbriche all'interno delle cellule vegetali chiamate cloroplasti. Queste strutture sono i pannelli solari del mondo biologico, che catturano la luce solare per alimentare la creazione del cibo. Per molto tempo, gli scienziati hanno creduto che questi cloroplasti, originatisi da antichi batteri che furono inghiottiti da cellule più grandi, conservassero il proprio macchinario indipendente per costruire i grassi e gli oli di cui le cellule hanno bisogno per funzionare. Questa idea suggeriva che la capacità di produrre questi grassi essenziali fosse un tratto condiviso tramandato da quegli antichi antenati batterici a tutte le moderne piante e alghe. Tuttavia, la storia di questi componenti cellulari è complessa, e non tutti i gruppi di alghe seguono le stesse regole. Studiando le impronte genetiche di alcune delle alghe più antiche e insolite, i ricercatori possono testare se questa storia condivisa sia una verità universale o se alcune linee evolutive abbiano intrapreso una strada diversa molto tempo fa.

Un team di scienziati ha recentemente rivolto la propria attenzione a un gruppo specifico di antiche alghe note come Glaucophyta. Questi organismi sono come fossili viventi, che custodiscono indizi su come si siano evoluti i primi cloroplasti. I ricercatori volevano sapere se queste alghe, come la maggior parte delle piante, possiedano il macchinario interno nei loro cloroplasti per sintetizzare gli acidi grassi. In uno studio precedente, avevano scoperto che una specie, Cyanophora paradoxa, era totalmente priva di questa capacità. Il nuovo lavoro mirava a vedere se questa fosse una particolarità unica di quella singola specie o una regola più ampia per l'intero gruppo. Per scoprirlo, il team ha esaminato i dati genetici pubblicati di quattro diverse specie di Glaucophyta. Hanno cercato specificamente i geni che codificano per gli enzimi responsabili della costruzione degli acidi grassi, concentrandosi sul tipo di macchinario che sarebbe stato ereditato dall'originale antenato batterico.

L'indagine ha rivelato un modello chiaro e costante in tutte e quattro le specie. I ricercatori non hanno trovato prove del sistema enzimatico procariotico, ovvero il macchinario in stile batterico tipicamente presente nei cloroplasti delle alghe rosse e delle piante verdi. Al contrario, il codice genetico in questi glaucofiti conteneva solo le istruzioni per la versione eucariotica dell'enzima, un sistema che opera in modo diverso e che si trova solitamente nel corpo principale della cellula piuttosto che all'interno del cloroplasto. Sebbene il team abbia rilevato alcuni pezzi della catena di montaggio in stile batterico, come una specifica proteina trasportatrice e un paio di enzimi costruttori, i componenti critici necessari per completare il processo erano mancanti. In particolare, un enzima chiave necessario per avviare la reazione a catena era assente. Al contrario, il sistema completo per produrre grassi utilizzando il metodo eucariotico era presente nelle cellule di queste alghe.

Queste scoperte suggeriscono che la mancanza di sintesi degli acidi grassi all'interno del cloroplasto non sia solo un bizzarro incidente in una singola specie, ma un tratto condiviso in tutto il phylum dei Glaucophyta. Le prove indicano che queste antiche alghe non si affidano ai loro cloroplasti per produrre i grassi necessari per le loro membrane e per l'accumulo di energia. Invece, sembrano utilizzare un sistema diverso, più moderno, situato altrove nella cellula. Questa scoperta aggiunge un nuovo livello di complessità alla nostra comprensione di come si siano evoluti i cloroplasti, mostrando che il percorso dai batteri antichi alle moderne cellule vegetali non è stato una linea singola e retta dove ogni caratteristica è stata preservata. La relazione tra il modo in cui queste cellule catturano la luce e il modo in cui costruiscono i propri grassi rimane un enigma, ma questo studio conferma che, per i glaucofiti, i due processi sono gestiti da sistemi separati all'interno della cellula.