Die Wunder der Wimperkonjugation enthüllen: Erkenntnisse aus Paramecium jenningsi

Cilien-Protozoen besitzen die bemerkenswerte Fähigkeit, sich sowohl auf ungeschlechtlichem als auch auf sexuellem Wege zu vermehren. Ihr charakteristischer Sexualprozess beinhaltet Konjugation und Autogamie, und sie verfügen über eine Geheimwaffe: den außergewöhnlichen Kerndimorphismus. In jeder Zelle befinden sich sowohl ein Keimbahn-Mikronukleus (MIC) als auch ein somatischer Makronukleus (MAC). Wenn sie einer fluoreszierenden Färbung ausgesetzt werden, verwandeln sich ihre sexuellen Prozesse in ein fesselndes Kaleidoskop leuchtender Farben, wodurch ein zellulärer Karneval leuchtender Farben entsteht.

Um diese Prozesse bei eng verwandten Arten zu untersuchen, konzentrierte sich ein internationales Forscherteam auf Paramecium jenningsi, einen Verwandten im P. aurelia-Komplex (ein Stern im Zellkosmos).

Das Team fand heraus, dass sich der Konjugationsprozess bei P. jenningsi über etwa 48 Stunden abspielt und drei präzygotische Abteilungen (Meiose I, II und Mitose) und drei postzygotische Abteilungen umfasst. Bemerkenswert ist, dass die MICs während dieses Prozesses überwiegend durch die „Fallschirm“-Phase gekennzeichnet sind, die in der Prophase der Meiose I auftritt.

„Nach der Meiose II durchläuft eine variable Anzahl von Kernen die dritte präzygote Teilung. Die beiden resultierenden Produkte in der Nähe des Paroralkegels entwickeln sich anschließend zu den genetisch identischen wandernden und stationären Vorkernen“, teilte der Co-Erstautor der Studie, Ruitao Gong, mit.

Darüber hinaus durchläuft das während der Konjugation gebildete Synkaryon drei Teilungen, wodurch die MIC- und MAC-Anlagen entstehen. Interessanterweise vervollständigt nur ein Kernprodukt aus der ersten postzygoten Teilung die beiden folgenden Teilungen.

„Eine zusätzliche Zellteilung ist notwendig, um die letzte Phase der Konjugation abzuschließen. Während dieses Schritts durchlaufen zwei MIC-Anlagen eine mitotische Teilung, während zwei MAC-Anlagen ohne Teilung auf die Tochterzellen verteilt werden“, fügte Xue Zhang, der andere Co-Erstautor, hinzu .

Diese Studie, veröffentlicht in Wasserbiologie und Sicherheitstellt ein neues Ciliatenmodell für die weitere Untersuchung der Kernselektion und -differenzierung sowie der Kernmorphologie während der Meiose bereit.

„Der Prozess der Konjugation bei Ciliaten ist wirklich bemerkenswert. Tatsächlich haben wir bei anderen Arten beobachtet, dass auch Individuen ohne Mikrokerne an der Konjugation beteiligt sein können“, sagte Zhang.