クロロビによるrTCA炭素固定経路の後期獲得

Nature Ecology & Evolution (2023)この記事を引用

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逆トリカルボン酸 (rTCA) サイクルは、その自己触媒性と酸素不耐症のため、炭素固定の原始的なモードとして宣伝されています。 しかし、この推定される古さにもかかわらず、最も初期のロックの記録には裏付けとなる証拠がほとんどありません。 実際、クロロビア科における rTCA 回路ステップのキメラ遺伝に基づいて、このグループの化学化石記録の使用さえ現在疑問の対象となっています。 16億4,000万年前のバーニークリーク累層には、クロロビア科由来と推定される最古の既知のカロテノイドの化学化石が含まれているが、付随する炭化水素マトリックスからの干渉により、これを生成する生物の生理機能を確立するために必要な炭素同位体測定はこれまで不可能であった。 この障害を克服して、今回我々は、従属栄養細菌を特徴とするシアノバクテリアが優勢な生態系を特定する一連の化合物特異的炭素同位体測定を報告する。 我々は、クロロバクタンが現代の同等物と比較すると 13C が枯渇していることを実証し、共存するシアノバクテリアのカロテノイドよりもわずかに 13C が豊富であることを示しています。 この診断用同位体フィンガープリントが存在しないことは、rTCA サイクルの集合が遅く、したがってクロロビア科内での独立栄養の獲得が遅れるという系統発生学的仮説を裏付けるものである。 私たちは、地球システムの進行的な酸素化が海洋硫酸塩在庫の増加を引き起こし、それによって緑藻科内でエネルギー効率の高い光独立栄養への新原生代の移行を促進する選択圧を提供したと考えています。

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