Conserved cobalamin acquisition protein 1 is essential for vitamin B₁₂ uptake in both Chlamydomonas and Phaeodactylum

Las microalgas desempeñan un papel esencial en la productividad neta primaria global y el ciclo biogeoquímico mundial. A pesar de su estilo de vida fototrófico, más de la mitad de las especies de algas dependen para crecer de una fuente externa de vitamina corrinoide B12 (cobalamina), un micronutriente producido únicamente por un subconjunto de organismos procariotas. Estudios anteriores han identificado componentes proteicos implicados en la absorción de vitamina B12 en especies bacterianas y seres humanos. Sin embargo, se sabe poco sobre su absorción en algas. Aquí demostramos el papel esencial de una proteína, cobalamina adquisición 1 (CBA1), en la absorción de B12 en Phaeodactylum tricornutum utilizando CRISPR-Cas9 para generar knockouts dirigidos y en Chlamydomonas reinhardtii mediante mutagénesis insercional. En ambos casos, las líneas CBA1 noqueadas no pudieron absorber vitamina B12 exógena. La complementación de los mutantes C. reinhardtii con el gen CBA1 salvaje restauró la absorción de B12 y la regulación de la expresión de CBA1 mediante un elemento riboswitch permitió controlar el fenotipo. Cuando se visualizaron por microscopía confocal, una fusión YFP con C. reinhardtii CBA1 mostró asociación con membranas. El análisis bioinformático encontró que las secuencias similares a CBA1 están presentes en todos los principales filos eucariotas. En taxones de algas, la mayoría que codificaron CBA1 también tenían genes para enzimas dependientes de B12, lo que sugiere que CBA1 desempeña un papel conservado. Nuestros resultados proporcionan información sobre las bases moleculares de la adquisición de B12 por parte de las algas, un proceso que probablemente subyace a muchas interacciones en comunidades microbianas acuáticas.