Buchnera aphidicola , miembro de Pseudomonadota y única especie del género Buchnera , es el endosimbionte primariode los pulgones y ha sido estudiado en el pulgón de los guisantes, Acyrthosiphon pisum . [2] Se cree que Buchnera tuvo un ancestro Gram-negativo de vida libre similar a un Enterobacterales moderno, como Escherichia coli . Buchnera tiene 3 μm de diámetro y algunas de las características clave de sus parientes Enterobacterales, como una pared celular Gram negativa. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de las bacterias Gram negativas, Buchnera carece de los genes necesarios para producir lipopolisacáridos para su membrana externa. La larga asociación con los pulgones y la limitación de los eventos de cruce debido a la transmisión estrictamente vertical ha provocado la eliminación de genes necesarios para la respiración anaeróbica , la síntesis de aminoazúcares , ácidos grasos , fosfolípidos y carbohidratos complejos . [3] Esto ha dado como resultado no sólo uno de los genomas más pequeños conocidos de cualquier organismo vivo, sino también uno de los más estables genéticamente. [3]
La relación simbiótica con los pulgones comenzó hace entre 160 y 280 millones de años [4] y ha persistido mediante transmisión materna y coespeciación . Los pulgones han desarrollado un bacterioma bilobulado que contiene de sesenta a ochenta células de bacteriocitos en las que se limita el ciclo de vida de Buchnera asociado con los pulgones. [5] Un pulgón maduro puede portar aproximadamente 5,6 × 10 6 células de Buchnera . Buchnera ha perdido factores reguladores, lo que permite una sobreproducción continua de triptófano y otros aminoácidos . Cada bacteriocito contiene múltiples vesículas , simbiosomas derivados de la membrana celular .
Los tamaños de varios genomas de Buchnera están en el rango de 600 a 650 kb y codifican del orden de 500 a 560 proteínas. Muchos contienen también uno o dos plásmidos (de 2,3 a 11 kb de tamaño). [6]
Como ocurre con muchos endosimbiontes , Abbot y Moran 2002 encuentran que Buchnera en Pemphigus obesinymphae está experimentando una deriva genética relativamente alta (es decir, en relación con todos los organismos). Esto se evidencia por un polimorfismo genético extremadamente bajo y algunas variantes no sinónimas . [7]
Buchnera también aumenta la transmisión de virus de las plantas al producir simbionina, una proteína que se une a la cubierta viral y la protege dentro del pulgón. Esto hace que sea más probable que el virión sobreviva y pueda infectar otra planta la próxima vez que el pulgón se alimente. [4]
Buchnera recibió el nombre de Paul Buchner por Paul Baumann y su estudiante de posgrado, y Baumann llevó a cabo la primera caracterización molecular de una bacteria simbiótica, utilizando Buchnera . Los estudios iniciales sobre Buchnera condujeron más tarde a estudios sobre simbiontes de muchos grupos de insectos, realizados por numerosos investigadores, entre ellos Paul y Linda Baumann, Nancy Moran, Serap Aksoy y Roy Gross, quienes juntos investigaron simbiontes de pulgones, moscas tsetsé, hormigas, saltamontes, cochinillas, mosca blanca, psílidos y otros.