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光合作用是一项巧妙的技巧：利用光、二氧化碳和水，制造糖分和作为废物的氧气。这种生命的基本引擎最初出现在蓝藻细菌中，科学家推测植物细胞的祖先捕获并整合了这些生物体。数百万年的共同进化将曾经独立的蓝藻细菌变成了质体——负责光合作用并拥有自己高度编辑的基因组的特殊细胞结构。这一假设的证据一直缺乏。但是，研究一种罕见的、新型的变形虫——Paulinella chromatophora——的科学家已经证明，它只是最近才捕获了它的质体，并且该质体与其蓝藻细菌祖先有很多共同之处。
艾奥瓦大学的生物学家 Debashish Bhattacharya 及其同事选择研究 P. chromatophora，因为它是唯一已知的生物体，其质体与所有现存藻类、植物和其他光合生物的质体不同。它的质体保留了独特的细胞壁，但与宿主同时分裂，且无法独立培养。Bhattacharya 的团队为整个生物体生成了一个 DNA 文库，并分离出了这种独特质体的遗传信息。
研究表明，该质体与其自由游动的亲属——聚球藻型蓝藻细菌——共享许多相同的基因。事实上，它仍然包含数千个基因——例如与光合作用相关的 psbO 和固氮相关的 nifB——这些基因要么已被整合到普通植物细胞的细胞核中，要么已完全丢失。所有这些都表明 P. chromatophora 与其光合质体之间存在相对较近的共生关系。这种变形虫的近亲——P. ovalis——仍然以蓝藻细菌为食，但尚未将它们整合进来。通过研究这种奇特的变形虫及其新的质体，科学家们可以了解光合作用是如何进化的奥秘。介绍这项研究的论文于今天发表在《Current Biology》杂志上。