Кіріспе
Бактерия түрі Buchnera aphidicola, Pseudomonadota классының мүшесі және Buchnera туысының жалғыз түрі, көкпаршалардың негізгі эндосимбионты болып табылады және бұлшық балдырмасында, Acyrthosiphon pisum түрінде зерттелді. Бухнераның қазіргі Enterobacterales тәрізді, мысалы, Escherichia coli сияқты, еркін тіршілік ететін, грам-теріс ата-тегі болған деп есептеледі. Бухнераның диаметрі 3 мкм және оның Enterobacterales туыстарының кейбір негізгі қасиеттеріне ие, мысалы, грам-теріс жасуша қабырғасы. Дегенмен, басқа грам-теріс бактериялардан айырмашылығы, Бухнерада сыртқы мембрана үшін липополисахаридтер өндіруге қажетті гендер жоқ. Көкпаршалармен ұзақ байланыс және қатаң вертикальді берілуге байланысты кроссовер оқиғаларының шектелуі анаэробты тыныс алуға қажетті гендердің, амин қанттарының, май қышқылдарының, фосфолипидтердің және күрделі көмірсулардың синтезінің жойылуына әкелді. Бұл кез келген тірі организмнің ең кішкентай геномдарының біріне ғана емес, сонымен қатар генетикалық тұрақтылығы жоғары геномдардың біріне айналдырды және аналық берілу және коспецификация арқылы сақталды. Көкпаршалар 60-80 бактериоцит клеткасын қамтитын екі бөлікті бактериоманы дамытты, онда Бухнераның тіршілік циклі шектеледі. Ересекті көкпаршада шамамен 5,6 × 106 Бухнера жасушасы болуы мүмкін. Бухнера реттеуші факторларын жоғалтқан, бұл триптофан және басқа да амин қышқылдарының үнемі артық өндірілуіне мүмкіндік берді. Әрбір бактериоцитте жасуша мембранасынан туындаған симбиосомалар – бірнеше көпіршіктер бар.
Buchnera aphidicola, a member of the Pseudomonadota and the only species in the genus Buchnera, is the primary endosymbiont of aphids, and has been studied in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum. Buchnera is believed to have had a free living, Gram negative ancestor similar to a modern Enterobacterales, such as Escherichia coli. Buchnera is 3 μm in diameter and has some of the key characteristics of its Enterobacterales relatives, such as a Gram negative cell wall. However, unlike most other Gram negative bacteria, Buchnera lacks the genes to produce lipopolysaccharides for its outer membrane. The long association with aphids and the limitation of crossover events due to strictly vertical transmission has seen the deletion of genes required for anaerobic respiration, the synthesis of amino sugars, fatty acids, phospholipids, and complex carbohydrates. This has resulted not only in one of the smallest known genomes of any living organism, but also one of the most genetically stable. and has persisted through maternal transmission and cospeciation. Aphids have developed a bilobed bacteriome containing sixty to eighty bacteriocyte cells in which the life cycle of Buchnera associated with aphids is confined to. A mature aphid may carry an estimated 5.6 × 106 Buchnera cells. Buchnera has lost regulatory factors, allowing continuous overproduction of tryptophan and other amino acids. Each bacteriocyte contains multiple vesicles, symbiosomes derived from the cell membrane.
Геном
Түрлі Бухнера геномдарының мөлшері 600-ден 650 кб-ға дейін, ал олар 500-ден 560-қа дейін ақуыздарды кодтайды. Көптегендерінде бір немесе екі плазмида (2,3-тен 11 кб-ға дейін) кездеседі. Басқа көптеген эндосимбионттар сияқты, Аббот пен Моран 2002 жылы Пемфигус обесинимфадағы Бухнераның салыстырмалы түрде жоғары генетикалық дрейфке (барлық организмдермен салыстырғанда) ұшырап жатқанын анықтады. Бұл өте төмен гендік полиморфизм және кейбір синонимді емес варианттармен расталады.
Бухнера және өсімдік вирустары
Бухнера вирустық қабыққа байланысып, оны құрттың ішінде қорғайтын симбионин деген ақуызды өндіру арқылы өсімдік вирустарын таратуды күшейтеді. Бұл вирионның тірі қалып, ары қарай өсімдіктермен қоректенген кезде басқа өсімдікке жұғу ықтималдығын арттырады.
Тарих
Бухнерге Пауль Бауман және оның аспиранты Пауль Бухнердің құрметіне ат қойылған. Бауман Бухнерді пайдалана отырып, симбиоздық бактерияның алғашқы молекулалық сипаттамасын жасаған. Бухнерді зерттеудің бастапқы жұмыстары кейін көптеген ғалымдардың, оның ішінде Пол және Линда Бауман, Нэнси Моран, Серап Аксой және Рой Гросс, аффидалар, цеце шыбықтары, құмырсқалар, жапырақ бітештері, ұн жәндіктері, ақ шыбықтар, псиллидтер және басқа да көптеген жәндіктердің симбионттарын зерттеуіне жол ашты.