En 2013 se informó que Nasuia deltocephalinicola tiene el genoma más pequeño de todas las bacterias , con 112.091 nucleótidos . [1] A modo de comparación, el genoma de Escherichia coli tiene 4,6 millones de nucleótidos. [2] El segundo genoma más pequeño, de la bacteria Tremblaya princeps , tiene 139.000 nucleótidos. Si bien N. deltocephalinicola tiene la menor cantidad de nucleótidos, tiene más genes codificadores de proteínas (137) [1] que algunas bacterias. [3]
N. deltocephalinicola fue descubierta cuando se investigaron las chicharritas y otros insectos que se alimentan del floema y el xilema en busca de bacterias endosimbióticas . [3] El floema y el xilema de las plantas son ricos en carbohidratos (en forma de sacarosa ) pero carecen de lípidos y proteínas . Los lípidos se pueden sintetizar a partir de carbohidratos; sin embargo, las proteínas requieren nitrógeno , que no se encuentra comúnmente en la savia de las plantas . [4] N. deltocephalinicola junto con otros endosimbiontes bacterianos ayudan a los insectos sintetizando 10 aminoácidos esenciales que de otra manera no tendrían. Los únicos insectos que pueden beneficiarse de esta relación son los del suborden Sternorrhyncha , que se alimentan del floema, y los del suborden Auchenorrhyncha , que se alimentan del xilema. N. deltocephalinicola puede sintetizar dos de los aminoácidos esenciales que estos insectos requieren. N. deltocephalinicola utiliza el codón UGA en su ADN para especificar el triptófano en lugar del oclusor como en la mayoría de los otros organismos. [1]
Se propone que la relación simbiótica entre N. deltocephalinicola y las cicadélidas comenzó al menos hace 200 millones de años, cuando las cicadélidas y las chinches divergieron evolutivamente. Esta afirmación está respaldada por el hecho de que el pariente bacteriano más cercano de N. deltocephalinicola es Zinderia insecticola , que desempeña el mismo papel para las chinches que N. deltocephalinicola en las cicadélidas. [1] Las cicadélidas devuelven el favor proporcionando refugio en forma de un órgano especializado en su cavidad abdominal llamado bacterioma , que tienen a ambos lados de su abdomen . Muchos tipos de bacterias pueden residir en estos órganos, aunque las bacterias están completamente separadas entre sí y residen en diferentes secciones del bacterioma. [4]
N. deltocephalinicola es un endosimbionte obligado, no puede prosperar sin estar en un saltahojas. Es un endosimbionte intracelular, que vive dentro de bacteriocitos , células que están especializadas para albergar bacterias endosimbióticas. [5] Estos bacteriocitos comprenden un órgano llamado bacterioma , cuyas células albergan una variedad de endosimbiontes bacterianos. [5] Los endosimbiontes intracelulares pueden evolucionar para depender de las células huésped para funciones celulares esenciales. Como resultado, sus genomas a menudo carecen de genes que serían necesarios para la vida en un entorno extracelular, incluso uno que contenga nutrientes abundantes. [6] Por lo tanto, han comenzado el proceso de evolución de un organismo de vida libre a un orgánulo intracelular . N. deltocephalinicola tampoco tiene más genes necesarios para sintetizar ATP a través de la fosforilación oxidativa . [4] Se propone que esto se debe a la alta concentración de sacarosa que se encuentra en el xilema y el floema de las plantas. [1]