Eine ungewöhnliche Mehrfach-Symbiose haben zwei US-Forscher in der Zitrusschmierlaus (Planococcus citri) entdeckt. Das Insekt beherbergt als Symbionten ein Beta-Proteobakterium, das wiederum selbst einen eigenen bakteriellen Untermieter mitbringt. Wie John McCutcheon und Carol von Dohlen feststellten, erzeugen beide Bakterien Genprodukte, die für die Herstellung lebenswichtiger Aminosäuren notwendig sind. Keiner der beteiligten Partner besitzt jedoch die vollständige Reaktionskaskade, so dass sie eine Reihe lebenswichtiger Moleküle arbeitsteilig herstellen.

Die meisten Insekten, die sich ausschließlich von Pflanzensaft ernähren, sind Symbiosen mit Bakterien eingegangen – sie ersetzen lebenswichtige Nährstoffe, die die Pflanzen nicht oder in nicht hinreichender Menge liefern, hauptsächlich essentielle Aminosäuren. Das gilt auch für den Symbiosepartner der Schmierlaus, für den die Forscher den Namen Tremblaya princeps vorschlagen. Tremblaya besitzt das kleinste Genom, das je in einer Zelle gefunden wurde – trotzdem enthält es Gene für die Synthese von insgesamt zehn Aminosäuren. Allerdings ist überraschenderweise keiner der Synthesewege vollständig.

Dieser Symbiont hat also das gleiche Problem, das er für seinen Wirt eigentlich lösen soll: Er kann keine essentiellen Aminosäuren produzieren. Hier kommt die zweite Mikrobe ins Spiel, die die Forscher vorläufig als Moranella endobia bezeichnen. Dieser Organismus lebt im Zytosol von Tremblaya, kodiert ebenfalls Teile von Reaktionsketten für die Produktion essentieller Aminosäuren und schließt die Lücken in den Biosynthesewegen der Wirtsmikrobe.

Nur gemeinsam also können Tremblaya und sein Symbiont Moranella dem gemeinsamen Wirt die in der Nahrung fehlenden Moleküle liefern. Tryptophan und Threonin erfordern Produkte beider Partner, für die Herstellung von Phenylalanin, Arninin und Isoleucin sind nach den Untersuchungen der Forscher möglicherweise sogar noch Gene der Schmierlaus notwendig. Da die Biosynthesewege so stark ineinander verschachtelt sind, müssen die Partner entweder die Zwischenprodukte der jeweiligen Synthese untereinander austauschen – oder die dafür nötigen Enzyme. Da keiner der Mikroorganismen dafür geeignete Transportproteine produziert, ist noch völlig unklar, wie sie das machen – und warum. (lf)