Forskare har upptäckt symbiotiska bakterier i planthopper-insekter med de minsta genom som registrerats för någon organism, så lite som 50 000 baspar. Dessa mikrober, som koevolverat med sina värdar i cirka 263 miljoner år, suddar ut gränsen mellan oberoende bakterier och cellorganeller som mitokondrier. Fynden belyser extrem genomsreduktion hos näringslevererande symbionter.
Planthoppers, insekter som enbart lever på växtsavor, är beroende av symbiotiska bakterier som huseras i specialiserade bukceller för att få essentiella näringsämnen som saknas i deras sockerrika diet. Över miljontals år har dessa bakterier genomgått betydande genetisk förenkling och blivit helt beroende av sina värdar. Ett team ledd av Piotr Łukasik vid Jagiellonska universitetet i Kraków, Polen, undersökte 149 planthoppers från 19 familjer. Genom att extrahera och sekvensera DNA från insekternas buksvävnader rekonstruerade de genomerna hos två symbionter: Vidania och Sulcia. Resultaten visade genomer under 181 000 baspar i längd, med vissa Vidania-stammar på endast 50 000 baspar – vilket överträffar tidigare rekordhållaren Nasuia hos leafhoppers, som överstiger 100 000 baspar. Dessa bakterier har cirka 60 protein-kodande gener, jämförbart med vissa virus, som det som orsakar covid-19 med cirka 30 000 baspar. Symbionterna syntetiserar främst aminosyran fenylalanin, avgörande för insekts exoskelettbildning. Łukasiks grupp föreslår att genomsminskning kan inträffa när förändringar i värddiet ger alternativa näringsämnen eller när andra mikrober tar över tidigare roller. Denna reduktion påminner om evolutionen av mitokondrier och kloroplaster, forntida bakterieättlingar integrerade i eukaryota celler. «Exakt var denna högt integrerade symbiont slutar och en organell börjar är, tror jag, mycket svårt att säga», noterade Łukasik. «Det är en mycket suddig gräns». Nancy Moran vid University of Texas at Austin, som inte var involverad, höll med om att att kalla dem organeller beror på definitionen, även om skillnader kvarstår: mitokondrier, med 15 000-baspar-genomer som uppstod för över 1,5 miljarder år sedan, genomsyrar de flesta celler, till skillnad från dessa specialiserade symbionter. Łukasik ser dem på en «beroendegradient», och väntar sig ännu mindre exempel framöver. Studien publiceras i Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-69238-x).
