Nitroplast
Een nitroplast is een organel dat zich in enkele soorten algen bevindt, in het bijzonder in de alg Braarudosphaera bigelowii. Het organel is in staat stikstof (N2) uit de atmosfeer te fixeren door het te reduceren tot ammonium. Samen met het fixeren van koolstof uit de atmosfeer (CO2) door fotosynthese van de alg, is deze laatste zo goed als autonoom.[1]
De nitroplast was van oorsprong een eencellige cyanobacterie die een symbiose aangegaan is met algen.[2] Sinds deze symbiose zijn beide organismen steeds meer afhankelijk van elkaar geworden, zodanig dat ze stikstof en koolstof uitwisselen en de nitroplast een gereduceerd genoom heeft vergeleken met de vrij levende cyanobacterie.[3] De symbiont kan in dit geval met reden een organel genoemd worden.
De alg Braarudosphaera bigelowii is met de nitroplast als organel vooralsnog de enige bekende eukaryoot die stikstof kan fixeren, iets dat voorbehouden was aan bacteriën en archaea.[1][4] Deze derde symbiose heeft 100 miljoen jaar geleden plaatsgevonden, ruim na de symbioses die geleid hebben tot het ontstaan van mitochondriën en chloroplasten.[2]
Ontdekking
In 1998 vond de oceanoloog Jonathan Zehr een DNA-sequentie die bleek te behoren tot een onbekende stikstofbindende cyanobacterie in de Stille Oceaan. Deze noemden ze UCYN-A (unicellular cyanobacterial group A).[5] De paleontoloog Kyoko Hagino, die aan het kweken van B. bigelowii werkte, ontdekte in 2013 dat UCYN-A met de alg in symbiose leefde.[6] Uiteindelijk werd in 2024 door Zehr aangetoond dat UCYN-A een organel is.[7] Deze werd nitroplast genoemd.[1]
De nitroplast is een waar organel: wanneer de cel deelt, splitst ook de nitroplast, zodat elke dochtercel op zijn minst een nitroplast ontvangt. Bovendien wordt een belangrijke fractie van de eiwitten in de nitroplast aangemaakt door de cel.[7]
Zie ook
- 1 2 3 (en) Massana, Ramon (12 april 2024). The nitroplast: A nitrogen-fixing organelle. Science 384 (6692): 160–161. DOI:10.1126/science.ado8571.
- 1 2 (en) Baisas, Laura, For the first time in one billion years, two lifeforms truly merged into one organism. Popular Science (18 april 2024). Geraadpleegd op 12 september 2025.
- ↑ (en) Zehr, Jonathan P., Shilova, Irina N., Farnelid, Hanna M., Muñoz-Marín, Maria del Carmen, Turk-Kubo, Kendra A. (20 december 2016). Unusual marine unicellular symbiosis with the nitrogen-fixing cyanobacterium UCYN-A. Nature Microbiology 2 (1): 16214. ISSN:2058-5276. DOI:10.1038/nmicrobiol.2016.214.
- ↑ (en) This marine alga is the first known eukaryote to pull nitrogen from air (11 april 2024). Geraadpleegd op 12 september 2025.
- ↑ (en) Zehr, J. P., Mellon, M. T., Zani, S. (1998-09). New nitrogen-fixing microorganisms detected in oligotrophic oceans by amplification of Nitrogenase (nifH) genes. Applied and Environmental Microbiology 64 (9): 3444–3450. ISSN:0099-2240. PMID: 9726895. PMC: 106745. DOI:10.1128/AEM.64.9.3444-3450.1998.
- ↑ (en) Hagino, Kyoko, Onuma, Ryo, Kawachi, Masanobu, Horiguchi, Takeo (2013). Discovery of an endosymbiotic nitrogen-fixing cyanobacterium UCYN-A in Braarudosphaera bigelowii (Prymnesiophyceae). PloS One 8 (12): e81749. ISSN:1932-6203. PMID: 24324722. PMC: 3852252. DOI:10.1371/journal.pone.0081749.
- 1 2 (en) Coale, Tyler H., Loconte, Valentina, Turk-Kubo, Kendra A., Vanslembrouck, Bieke, Mak, Wing Kwan Esther (12 april 2024). Nitrogen-fixing organelle in a marine alga. Science 384 (6692): 217–222. ISSN:0036-8075. DOI:10.1126/science.adk1075.