Thalassiosira pseudonana es una especie de diatomeas centradas en el mar . Fue elegida como el primer fitoplancton marino eucariota para la secuenciación completa. [1] Se seleccionó a T. pseudonana para este estudio porque es un modelo para los estudios de fisiología de diatomeas, pertenece a un género ampliamente distribuido en todos los océanos del mundo y tiene un genoma relativamente pequeño de 34 megapares de bases . Los científicos están investigando la absorción de luz de las diatomeas, utilizando la diatomea marina de Thalassiosira. La diatomea requiere una concentración suficientemente alta de CO 2 para utilizar el metabolismo de C 4 (Clement et al. 2015). [2]
El clon de T. pseudonana que se secuenció es el CCMP 1335 y está disponible en el Centro Nacional de Algas Marinas y Microbiota del Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas . Este clon se recolectó originalmente en 1958 en la bahía de Moriches ( Long Island, Nueva York ) y se ha mantenido continuamente en cultivo .
Thalassiosira pseudonana tiene una simetría radial . Su pared celular de biosílice está dividida en dos mitades, que están unidas entre sí por bandas de cintura, lo que les da una forma cilíndrica o las hace parecer una placa de Petri. [4] El diámetro de sus valvas varía de 2 a 9 μm. [5] [6] La valva está formada por costillas de sílice que irradian desde el centro con muchos nanoporos de 18 nm de diámetro entre ellas. [7] La cara de la valva tiene 0-1 fultoportula central y un anillo marginal de fultoportulae (6-12). [8] Las aberturas externas de la fultoportula central aparecen como agujeros con borde, mientras que las de las fultoportulae marginales aparecen como tubos cortos con borde, que a veces están seccionados oblicuamente en la abertura. En la cara interna de la valva, dos poros satélites rodean la fultoportula central, mientras que las fultoportulas marginales están rodeadas por tres poros satélites. [8] La rimoportula es un poro con borde ubicado en la cara de la valva, con un tamaño similar a la fultoportula, y posicionado entre dos fultoportulas. El eje pervalvar de T. pseudonana puede ser más corto o igual al diámetro de la valva. [8] Se ha informado que sus paredes celulares en su mayoría tienen un bajo grado de silicificación; sin embargo, sus bordes y costillas están altamente silicificados. [5] [6] [8] Esto probablemente les permite tener una alta resistencia al mismo tiempo que son livianos y utilizan sílice de manera económica. [7] [9]
La estructura distintiva a escala nanométrica a micrométrica de T. pseudonana sigue un mecanismo de formación específico. Comienza con la formación de una fina capa base que delinea la valva. [7] A continuación, se produce la radiación de las costillas de sílice y la acumulación de los bordes, mientras se desarrollan las pórtulas. La formación de la estructura radial comienza desde una ubicación central y se extiende en los planos de los ejes x e y. [7] Durante la maduración, la superficie de la valva se vuelve cada vez más silicificada y el borde continúa desarrollándose, mientras que la porción central de la valva se vuelve más rígida. Inicialmente, los nanoporos de la valva tienen formas irregulares, pero se vuelven circulares durante la maduración. [7] Las estructuras a escala nanométrica de T. pseudonana están mediadas genéticamente. El proceso de silicificación involucra tres categorías de moléculas: silafinas, que son fosfoproteínas altamente modificadas postraduccionalmente; poliaminas de cadena larga (LCPA); y silacidinas, que son proteínas ácidas. [4] Durante la síntesis de la válvula, los niveles de ARNm de silafina 3 aumentan y conducen a la formación de la capa base. [7] La presencia de concentraciones más bajas de silafina 3 o la forma ligera de silafina 1 y 2 conduce a la generación de estructuras esféricas de sílice, lo que indica posibles mecanismos involucrados en la formación de sílice esférica en las crestas. [7] Se han identificado más de 150 genes que desempeñan un papel en la biomineralización de silicio de T. pseudonana . Un conjunto de 75 genes se regularon positivamente solo durante la limitación de silicio, mientras que 84 genes se regularon positivamente tanto por las limitaciones de silicio como de hierro, lo que indica un vínculo entre sus vías de hierro y silicio. [4] [10] T. pseudonana también posee andamios basados en quitina que son importantes en la formación de su estructura de biosílice. [11]
Thalassiosira pseudonana y la alfaproteobacteria heterotrófica Ruegeria pomeroyi forman una simbiosis química en cocultivo. Las bacterias proporcionan vitamina B12 a las diatomeas, que a cambio proporcionan nutrientes orgánicos a las bacterias. En presencia de la diatomea, las bacterias comienzan a producir un transportador de dihidroxipropanosulfonato (DHPS), un nutriente producido por la diatomea para las bacterias. [12] Un estudio metabólico de la asociación entre la bacteria Dinoroseobacter shibae y T. pseudonana mostró que la bacteria tiene un impacto mínimo en el crecimiento de T. pseudonana , pero causa cambios metabólicos al regular positivamente los aminoácidos intracelulares y los derivados de aminoácidos de la diatomea. [13] Se ha demostrado que en condiciones de inestabilidad ambiental y calentamiento extremo, la formación de biopelículas puede acelerar las respuestas evolutivas de T. pseudonana . [14]
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )Meksiarun, Firanufonte; Spegazzini, Nicolás; Matsui, Hiroaki; Nakajima, Kensuke; Matsuda, Yusuke; Sato, Hidetoshi (enero de 2015). "Estudio in vivo de la acumulación de lípidos en la microalga diatomea marina Thalassiosira pseudonana mediante espectroscopia Raman". Espectroscopia Aplicada . 69 (1): 45–51. Código Bib : 2015ApSpe..69...45M. doi :10.1366/14-07598. PMID 25506782. S2CID 40963425.
Yi, Andy Xianliang; Leung, Priscilla TY; Leung, Kenneth MY (septiembre de 2014). "Respuestas fotosintéticas y moleculares de la diatomea marina Thalassiosira pseudonana a la exposición al trifenilestaño". Toxicología acuática . 154 : 48–57. doi :10.1016/j.aquatox.2014.05.004. PMID 24858899.
Luo, Chun-Shan; Liang, Jun-Rong; Lin, Qun; Li, Caixia; Bowler, Chris; Anderson, Donald; Wang, Peng; Wang, Xin-Wei; Gao, Ya-Hui (diciembre de 2014). "Respuestas celulares asociadas con la producción de ROS y la decisión del destino celular en la respuesta temprana al estrés por limitación de hierro en la diatomea Thalassiosira pseudonana". Journal of Proteome Research . 13 (12): 5510–5523. doi :10.1021/pr5004664. PMC 4261981 . PMID 25372880.
Sunda, William G.; Shertzer, Kyle W.; Coggins, Lew (octubre de 2014). "Las retroalimentaciones positivas entre los controles de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo promueven la formación y toxicidad de floraciones de algas que alteran el ecosistema: un estudio de modelado". Harmful Algae . 39 : 342–356. doi :10.1016/j.hal.2014.09.005.
Samukawa, Mio; Shen, Chen; Hopkinson, Brian; Matsuda, Yusuke (2014). "Localización de supuestas anhidrasas carbónicas en la diatomea marina, Thalassiosira pseudonana". Photosynthesis Research . 121 (2–3): 235–249. doi :10.1007/s11120-014-9967-x. PMID 24414291. S2CID 12444516.
Delalat, Bahman; Sheppard, Vonda C.; Ghaemi, Soraya Rasi; Rao, Shasha; Prestidge, Clive A.; McPhee, Gordon; Rogers, Mary-Louise; Donoghue, Jaqueline F.; Pillay, Vinochani; Johns, Terrance G.; Kroeger, Nils; Voelcker, Nicolas H. (2015). "Administración dirigida de fármacos utilizando biosílice de diatomeas genéticamente modificada". Nature Communications . 6 : 8791. Bibcode :2015NatCo...6.8791D. doi : 10.1038/ncomms9791 . hdl : 11343/240712 . PMID 26556723.