2024年4月12日，來自美國加州大學圣克魯斯分校Jonathan P. Zehr等研究人員合作在學術期刊《科學》發表了標題為”Nitrogen-fixing organelle in a marine alga.“的研究成果，發現海洋藻類的固氮細胞器。
研究人員表示，共生相互作用是葉綠體和線粒體細胞器演化的關鍵，而葉綠體和線粒體細胞器介導真核生物的碳和能量代謝。生物固氮是將大氣中豐富的氮氣（N2）還原成生物可用的氨氣，是原核生物獨有的關鍵代謝過程。暫定種Atelocyanobacterium thalassa（或稱UCYN-A）是一種代謝精簡的固氮藍細菌，以前曾報道它是海洋單細胞藻類的內共生體。
UCYN-A應該被歸類為藻類內部的細胞器，而不是一個獨立生命。大約1億年前，該細菌與藻類開始了共生關系，最終演變成了藻類細胞中的一個專門用來固氮的細胞器，研究團隊將其命名為——Nitroplast。
研究人員展示了UCYN-A與藻類細胞結構和細胞器分裂的緊密結合，并能導入藻類基因組編碼的蛋白質。這些都是細胞器的特征，表明UCYN-A的演化已經超越了內共生階段，而是作為一種早期演化階段的N2固定細胞器（或稱“nitroplast”）發揮作用。
這一發現意義重大，有助于促進對植物的基因工程改造，設計出能夠自行固氮的作物，從而提高作物產量，減少對化肥的需求。此外，該研究也為從內共生體到真正細胞器的轉變提供了一個新視角。
文章來源：
Tyler H. Coale, Valentina Loconte et al,Nitrogen-fixing organelle in a marine alga.DOI: 10.1038/s41556-024-01402-1,DOI: adk1075, Science： 最新IF：28.213,最新IF：63.714
