กิลลาร์เดีย
ภาพการย้อมสี DAPI ของ Guillardia thetaแสดงเซลล์ตัวอย่างในแต่ละระยะของวงจรเซลล์ โดยพิจารณาจากตำแหน่งของนิวเคลียสและรูปร่างของคลอโรพลาสต์ DIC คือภาพจากการสัมผัสแบบแทรกสอดที่แตกต่างกัน Chl คือการเรือง แสงอัตโนมัติของคลอโรพลาสต์ Chl/DAPI คือภาพที่รวมกันของ Chl และ DAPI ลูกศรสองหัวชี้ไปยังบริเวณที่หดตัวของตำแหน่งการแบ่งตัวของคลอโรพลาสต์ แถบมาตราส่วน = 5 µm
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์
โดเมน:	ยูคาริโอตา
ไฟลัม:	คริปติสตา
ซูเปอร์คลาส:	คริปโตโมนาดา
ระดับ:	คริปโตไฟซีอี
คำสั่ง:	ไพรีโนโมนาเดลส์
ตระกูล:	Geminigeraceae
ประเภท:	กิลลาร์เดียดี. อาร์.เอ. ฮิลล์ และ อาร์. เวเธอร์บี
สายพันธุ์:	จี.เธต้า
ชื่อทวินาม
กิลลาร์เดีย เธต้า ดีอาร์เอ ฮิลล์ และ อาร์. เวเธอร์บี

Guillardia /gəˈlɑɹdiə/ เป็นสกุลของสาหร่าย คริ ปโตโมนาดสองแฟลเจลเลต ในทะเล ที่มีพลาสติดซึ่งได้มาจากการเอนโดซิมไบโอซิสทุติยภูมิของสาหร่ายสีแดง ^{[ 1 ]}

เดิมทีระบุในคอนเนตทิคัตโดยริชาร์ด กิลลาร์ดในช่วงทศวรรษ 1960 Guillardiaมีเพียงชนิดเดียวที่ได้รับการอธิบาย^{[ 2 ]}สกุลนี้หายากในธรรมชาติ แต่สามารถเพาะเลี้ยงได้ดีและได้รับการศึกษาบ่อยครั้งนับตั้งแต่การค้นพบครั้งแรกสัณฐานวิทยา โดยทั่วไป ของเซลล์ขนาดเล็กได้รับการอธิบายอย่างดี และมีความคล้ายคลึงกับคริปโตโมนาด อื่นๆ หลายประการ แม้ว่าจะมีโครงสร้างของเพริพลาสม์ที่ เป็นเอกลักษณ์ ^{[ 2 ]} Guillardiaเป็นคริปโตโมนาดเพียงชนิดเดียวที่มีนิวเคลียสนิวคลีโอเมอร์ฟและ จีโนม พลาส ติดทั้งหมด ที่ได้รับการจัดลำดับ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}ความรู้ดังกล่าวได้กระตุ้นให้เกิดการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการถ่ายโอนยีนระหว่างคลอโรพลา สต์ นิวคลีโอเมอร์ฟของ สาหร่ายแดง ดั้งเดิม และนิวเคลียส^{[ 5 ]}ตลอดจนการควบคุมการแสดงออกของ ยีน สังเคราะห์แสง^{[ 6 ]}และ ยีน วงจรเซลล์ภายในพลาสติด^{[ 7 ]}สกุลนี้ยังมีความสำคัญในการวิจัยในสาขาชีววิทยาต่างๆ ด้วยGuillardiaทำหน้าที่เป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการศึกษา เอนโดซิ มไบโอซิสทุติยภูมิและการสังเคราะห์แสงในคริปโตโมนาดส์ เนื่องจากเพาะเลี้ยงได้ง่ายและมีจีโนมที่จัดลำดับแล้ว^{[ 8 ]}นอกจากนี้ ยังมีการแยกแชนเนลโรดอปซินแอนไอออน 2 ชนิด จาก Guillardia thetaเพื่อใช้ในการวิจัยทางประสาทชีววิทยาในฐานะสารยับยั้งออปโตเจเนติกส์^{[ 9 ]}

เดิมทีสกุลนี้ถูกเรียกว่า "Cryptomonas species theta" หรือ "Flagellate theta" ^{[ 2 ] [ 4 ]}ต่อมา Hill และ Weatherbee ได้ตั้งชื่อสกุลนี้ว่าGuillardiaตามชื่อของ ดร. Robert Guillard นักวิจัยที่แยกสกุลนี้ออกมาเป็นครั้งแรก^{[ 2 ]}

ชนิดต้นแบบ : Guillardia theta ^{[ 10 ]}

คริปโตโมแนดGuillardia thetaถูกแยกได้เป็นครั้งแรกโดย ดร. โรเบิร์ต กิลลาร์ด ในรัฐคอนเนตทิคัตในปี 1963 โดยเขาได้กำหนดให้เป็น "แฟลเจลเลต เธต้า" ในการประชุมสัมมนาเกี่ยวกับแหล่งไนโตรเจนอินทรีย์ในไดอะตอมทะเล^{[ 2 ]}นับตั้งแต่นั้นมา สิ่งมีชีวิตชนิดนี้ก็ได้รับการเพาะเลี้ยงสำเร็จหลายครั้ง เมื่อมีการเรียกชื่อว่าCryptomonas thetaในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ก็ได้มีการอธิบายถึงแฟลเจลลาและเพอริพลาสต์ ที่มีลักษณะเฉพาะ ^{[ 11 ] [ 12 ]}จากการศึกษาเหล่านี้จีโนมของพลาสติด ก็ได้รับการทำแผนที่^{[ 13 ]}และฮิลล์และเวเธอร์บีได้ตั้งชื่อและจำแนกลักษณะของสกุลนี้ในปี 1990 ^{[ 2 ]}ก่อนที่จีโนมของพลาสติดจะได้รับการจัดลำดับอย่างสมบูรณ์ในปี 1999 ^{[ 3 ]}ซึ่งยืนยันถึงบรรพบุรุษร่วมกันของพลาสติดกับสาหร่ายสีแดง นับตั้งแต่การศึกษาดั้งเดิมเหล่านี้ มีการระบุลักษณะอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตนี้อีกมากมาย รวมถึงกลไกการแบ่งนิวคลีโอเมอร์ฟและพลาสติดและการควบคุม^{[ 14 ]}และ เม็ด สีสังเคราะห์แสง^{[ 15 ]}กลไกและการควบคุม^{[ 6 ]}เนื่องจากเจริญเติบโตได้ดีในวัฒนธรรมGuillardia thetaจึงถูกใช้เป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการศึกษาสมัยใหม่ที่ตรวจสอบลักษณะของ คริปโตโมนาด บ่อยครั้ง

ในธรรมชาติGuillardia thetaเป็น สิ่งมีชีวิต แพลงก์ตอนในทะเลที่หายาก และการศึกษาส่วนใหญ่ได้ดำเนินการจากวัฒนธรรม สกุลนี้ถูกแยกได้ครั้งแรกจากท่าเรือมิลฟอร์ดในรัฐคอนเนตทิคัต และพบได้เพียงอีกแห่งเดียวในเดนมาร์กนับตั้งแต่การค้นพบครั้งแรก^{[ 2 ]}ท่าเรือมิลฟอร์ดประกอบด้วยพื้นที่แยกย่อยหลายแห่ง เช่นปากแม่น้ำที่ราบโคลนแอ่งน้ำทะเล ท่าจอดเรือ ชายหาดหนองน้ำและชายฝั่งทะเล ซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด^{[ 16 ]}แม้ว่าจะไม่มีการบันทึกตำแหน่งที่แยกได้อย่างแม่นยำ แต่เชื่อว่าสกุลนี้แพร่กระจายในฐานะไฟโตแพลงก์ตอนในน้ำนิ่งของแอ่งน้ำทะเล^{[ 1 ]}

A. Larsen เป็นนักวิจัยเพียงคนเดียวที่ระบุGuillardiaในธรรมชาติภายในทะเล Wadden ในเดนมาร์ก อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้เกิดขึ้นจากการสื่อสารส่วนตัวกับ Hill และ Weatherbee เท่านั้น และไม่เคยได้รับการตีพิมพ์^{[ 2 ]}   ทะเล Wadden ซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยทางทะเลทางเหนืออีกแห่งหนึ่ง ประกอบด้วยกลุ่มของสันดอนทรายที่ให้ แหล่งที่อยู่อาศัย แบบปากแม่น้ำ น้ำเปิด บึงและหาด ทรายแก่ระบบนิเวศในท้องถิ่น ^{[ 17 ]}

เนื่องจากสกุลนี้ค่อนข้างหายากในธรรมชาติ บทบาทของมันในระบบนิเวศจึงยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนักGuillardiaเป็นแพลงก์ตอนพืชสังเคราะห์แสง ที่มี พลาสติดสองอันซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทในการผลิตขั้นต้นภายในระบบ^{[ 1 ]}นอกจากนี้ซิลิเอตยังเป็นผู้ล่าของสกุลนี้ในวัฒนธรรม ซึ่งชี้ให้เห็นถึงบทบาทของGuillardiaในฐานะเหยื่อภายในระบบนิเวศทางน้ำMesodinium pulexซึ่งเป็นซิลิเอตกินสิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับการศึกษาอย่างดีและพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางทะเลน้ำกร่อยและน้ำจืดกินและเจริญเติบโตบนวัฒนธรรมGuillardia theta ^{[ 18 ]}

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของสกุลGuillardiaได้รับการอธิบายไว้อย่างดี เซลล์มีลักษณะแบนราบจากด้านบนลงล่างและยาวประมาณ 7-11 ไมโครเมตร^{[ 2 ]}ในฐานะที่เป็นสมาชิกของคริปโตโมนาดมันมีหลอดน้ำเหลืองด้านหน้าและมีนิวเคลียสที่มีนิวคลีโอลัส พลา สติดสองกลีบที่มี เยื่อหุ้มสี่ชั้นพร้อมไพรีนอยด์ นิวคลี โอเมอร์ฟที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพลาส ติด ไมโต คอนเดรียอุปกรณ์กอลจิที่เกี่ยวข้องกับแฟลเจลลาสองเส้นการสะสมของแป้ง และอีเจ็ กโตโซมบนหลอดน้ำเหลืองและเพริพลาสต์ [ ^{1 ] โครงสร้าง}ของเพริพลาสม์ซึ่งเป็นชั้นของแผ่นบางๆ ที่ประกอบด้วยแผ่นที่ไม่สม่ำเสมอที่ทำจากหน่วยย่อยที่เป็นผลึก เป็นลักษณะเฉพาะของสกุลนี้เพริพลาสม์ชั้นในของGuillardiaประกอบด้วยแผ่นเดียวที่อยู่ติดกับเยื่อหุ้มพลาสมา ในขณะที่ เพริพลาสม์ชั้นในของคริปโตโมนาด อื่นๆ ทำจากแผ่นที่มีรูปร่างสม่ำเสมอ^{[ 1 ]}ในเพริพลาสม์ทั้งสองประเภทอีเจ็กโตโซม รอบนอก จะอยู่ใต้เพริพลาสม์ในเวสิเคิลและวัสดุที่ไม่เป็นผลึกจะแยกเพริพลาสม์ออกจากเยื่อหุ้มพลาสมา^{[ 1 ] [ 2 ]}

อีเจ็กโตโซมในGuillardiaและคริปโตโมนาด อื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการป้องกันและการหลบหลีก โดยเรียงตัวอยู่ภายในหลอดอาหารของเซลล์ ในGuillardiaเส้นใยยาวที่ไม่สม่ำเสมอจะอยู่ภายในเวสิเคิลในขณะที่ความยาวของเส้นใยจะแตกต่างกันไปในสกุลคริปโตโมนาดอื่นๆ ความยาวของเส้นใยมีตั้งแต่ 200 นาโนเมตรถึง 3.6 ไมโครเมตร เมื่อตอบสนองต่อปัจจัยภายนอก เช่นการเปลี่ยนแปลงpH อย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลง ออสโมลาริตีหรือ การเปลี่ยนแปลง ความเข้มของแสงเส้นใยจะพุ่งออกมาจากเวสิเคิลไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบ การกระทบกันของเส้นใยอีเจ็กโตโซมกับวัตถุ เช่น สิ่งมีชีวิตอื่น ทำให้Guillardia เคลื่อนที่ถอยหลังอย่างไม่สม่ำเสมอ เพื่อหลบหลีกผู้ล่า^{[ 8 ]}

พลาสติดในGuillardiaเกิดขึ้นจาก เหตุการณ์ เอนโดซิมไบโอซิสรองของ เซลล์ สาหร่ายแดงเช่นเดียวกับคริปโตโมนาดอื่นๆGuillardiaเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจเอนโดซิมไบโอซิสรอง เนื่องจากมันยังคงรักษานิวเคลียสของเอนโดซิมไบออนต์สาหร่ายไว้ในรูปของ นิวคลี โอเมอร์ฟภายในช่องรอบพลาสติดและเยื่อหุ้มสี่ชั้นที่ล้อมรอบคอมเพล็กซ์พลาสติด^{[ 1 ]}สันนิษฐานว่าเยื่อหุ้มชั้นนอกสุดเป็นส่วนที่เหลืออยู่ของเวสิเคิลฟาโกไซติก ดั้งเดิม และต่อเนื่องกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมของGuillardia สันนิษฐานว่าไซโตพลาสซึมรอบพ ลาสติดขนาดเล็กยังคงรักษาองค์ประกอบของโครงร่างเซลล์ ไว้ เนื่องจาก ยีน ทูบูลินที่อยู่ภายในนิวคลีโอเมอร์ฟ^{[ 19 ]}ในขณะที่โปรตีนพลาสติดจำนวนมากยังคงอยู่ในนิวคลีโอเมอร์ฟ โปรตีนเหล่านั้นที่ได้รับการถ่ายโอนยีนแบบเอนโดซิมไบโอติกไปยังนิวเคลียสของโฮสต์จะถูกส่งกลับผ่านเยื่อหุ้มชั้นนอกสุดโดยผ่านการเคลื่อนย้ายแบบโคทรานสเลชันด้วยลำดับสัญญาณปลาย N แบบไบพาร์ไทต์ ^{[ 2 ] [ 7 ]}เยื่อหุ้มแต่ละชั้นถัดไปที่โปรตีนผ่านจะยังคงรักษากลไกการเคลื่อนย้ายที่เป็นเอกลักษณ์ไว้ นอกจากนี้ภายในพลาสติดยังมีไรโบโซมยูคาริโอติกและไพรีนอยด์ที่เต็มไปด้วยเม็ดแป้ง ซึ่งมีการตรึง CO ²_ผ่านเอนไซม์RUBISCO [ ^{1 ]}

เช่นเดียวกับคริปโตโมนาดอื่นๆ รงควัตถุรับแสงของคลอโรพลาสต์ ใน พลาสติดคือไฟโค บิลิโปรตีน และ โปรตีนที่จับกับคลอ โรฟิลล์ a/cซึ่งมีลักษณะคล้ายคลึงกับที่พบในสายพันธุ์สาหร่ายสีแดง แต่ต่างจากสาหร่ายสีแดง ตรงที่เสาอากาศไฟ โคบิลิโปรตีนใน Guillardia นั้นอยู่ภายในลูเมนของไทลาคอย ด์ในรูปของโปรตีนเชิงซ้อนขนาดเล็กที่ละลายได้ แทนที่จะเป็นเสาอากาศขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับ เยื่อไทลา คอย ด์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการสังเคราะห์แสง ของสาหร่าย ^{[ 15 ]}กลไกที่ใช้ในการควบคุมรงควัตถุสังเคราะห์แสงในGuillardia นั้น แตกต่างกันไปตามระยะการเจริญเติบโต ในระยะการเจริญเติบโตแบบลอการิทึมGuillardiaจะใช้การเปลี่ยนสถานะเพื่อปรับการป้อนพลังงาน ในขณะที่ในระยะการเจริญเติบโตคงที่ เซลล์จะใช้การดับแสงแบบไม่ใช้แสง ซึ่งเป็นกลไกในการปกป้องพืชและสาหร่ายจากความเข้มแสงสูง^{[ 7 ]} ยังไม่ชัดเจน ว่า เหตุใดกลไกการควบคุมการป้อนพลังงานทั้งสองจึงแตกต่างกันในระยะการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันของGuillardia

การเคลื่อนที่เกิดขึ้นโดยหลักผ่านแฟลเจลลา สองเส้นที่ไม่สมมาตร โดยเส้นที่ยาวที่สุดยื่นออกมาทางด้านหน้าจากหลอดอาหาร ในขณะที่แฟลเจลลาที่สั้นกว่าชี้ไปทางด้านหลังของเซลล์^{[ 1 ]}ระบบไรโซสไตล์และรากฝอยยังมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของGuillardia อีกด้วย ^{[ 11 ]}ที่น่าสนใจคือ กลไกโฟโตแอ็กซิสของGuillardia thetaซึ่งรวมเอาแอนไอออนแชนเนลโรดอปซิน เพื่อเริ่มต้นการตอบสนองการเคลื่อนไหว ได้ ถูกนำมาใช้ในการประยุกต์ใช้ทางประสาทวิทยาศาสตร์ในฐานะสารยับยั้งออปโตเจเนติกส์^{[ 9 ]}

เพื่อให้สามารถแบ่งตัวแบบไม่อาศัยเพศ ได้อย่างถูกต้อง Guillardiaต้องจำลองเซลล์ของมันเอง รวมถึงนิวคลีโอเมอร์ฟและคลอโรพลาสต์ของพลาสติด ด้วย ^{[ 1 ]}สกุลนี้แบ่งตัวผ่านไมโทซิสและไม่เคยถูกสังเกตว่าแบ่งตัวแบบอาศัยเพศอย่างไรก็ตาม พบยีนที่เกี่ยวข้องกับไมโอซิสในนิวเคลียส ซึ่งบ่งชี้ว่ามันมีความสามารถในการทำเช่นนั้นได้^{[ 5 ]}ไมโทซิสในGuillardiaเริ่มต้นหลังจากการแบ่งพลาสติด โดยมีการสร้างแกนไมโทซิสและการเริ่มต้นการแบ่ง ของ ฐานและ แฟลเจลลา เช่นเดียวกับโปรติสต์ที่มีแฟลเจลลาอื่นๆ แฟลเจลลาที่มีอยู่เดิมทั้งสองจะกลายเป็นแฟลเจลลาสำหรับการเคลื่อนที่ของเซลล์ลูก ในขณะที่ฐานใหม่จะพัฒนาเป็นแฟลเจลลาที่ลากผ่านการเปลี่ยนแปลงของแฟลเจลลา ในระหว่างระยะเมตา เฟส แผ่นโครมาตินที่มีอุโมงค์เกิดขึ้นจากการสลายตัวของเยื่อหุ้มนิวเคลียสในระหว่างระยะแอนาเฟสแกนไมโครทิวบูลจะสอดผ่านอุโมงค์ของแผ่นและยึดติดกับโครมาติน ทำให้แผ่นแยกออกเป็นสองส่วน^{[ 1 ]}เศษของเยื่อหุ้มนิวเคลียสยังปรากฏอยู่บริเวณขอบแกนไมโทซิส โดยยังคงสัมผัสกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมตลอดไมโทซิส^{[ 14 ]}การแบ่งไซโทพลาเซียเกิดขึ้นในGuillardiaระหว่างระยะเมตาเฟสและแอนาเฟส โดยมีชั้นบางๆ ของวัสดุอสัณฐานแทนโครงสร้างไมโครทิวบูล^{[ 1 ]}

การแบ่งพลาสติดเกิดขึ้นก่อนการแบ่งแฟลเจลลาในระยะพรีโพรเฟสและ การแบ่งนิว คลีโอเมอร์ฟและคลอโรพลาสต์เกิดขึ้นครั้งละหนึ่งรอบเซลล์ ของ Guillardia ^{[ 1 ]}การแบ่งพลาสติดเกิดขึ้นผ่านการหดตัวของสะพานด้านหลังที่เชื่อมต่อกลีบทั้งสองของพลาสติด ก่อนที่การแบ่งคลอโรพลาสต์จะเสร็จสมบูรณ์ นิวคลีโอเมอร์ฟจะแบ่งตัวโดยการเว้าของเยื่อหุ้มนิวคลีโอเมอร์ฟชั้นในและชั้นนอก^{[ 14 ]}การประสานกันของการแบ่งคลอโรพลาสต์ นิวคลีโอเมอร์ฟ และเซลล์โฮสต์มีความสำคัญต่อวิวัฒนาการของเอนโดซิมไบออนต์สาหร่ายสีแดงให้กลายเป็นออร์แกเนลล์ นิวเคลียสเข้ารหัสmRNA ของฮิสโตน H2A ของนิวคลีโอเมอร์ฟ สะสมในช่วงระยะ S ในขณะที่ยีนที่เข้ารหัสนิวคลีโอเมอร์ฟซึ่งควบคุมการจำลองแบบและการแบ่งตัวของนิวคลีโอเมอร์ฟจะถูกแสดงออกอย่างต่อเนื่อง^{[ 6 ]}สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเอนโดซิมไบออนสูญเสียความสามารถในการควบคุมการ ถอดรหัสที่ขึ้นอยู่กับวงจรการจำลองแบบ แต่การควบคุมยีนที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์ของนิวเคลียสของโฮสต์จะควบคุมการจำลองแบบและการแบ่งตัวของนิวคลีโอมอร์ฟและคลอโรพลาสต์

Guillardia thetaเป็นคริปโตโมนาดชนิดแรกที่มี จีโน มที่เรียงลำดับ สมบูรณ์ นิวเคลียส ของมัน เป็น แฮพลอยด์โดยมี นิวคลีโอเมอร์ฟ แบบเตตราพลอยด์และไมโทคอนเดรียและพลาสติดที่มีจำนวนสำเนาสูง^{[ 20 ]}นับตั้งแต่การเรียงลำดับครั้งแรก จีโนมของพลาสติดและนิวคลีโอเมอร์ฟก็ได้รับการเรียงลำดับและทำแผนที่เพื่อทำความเข้าใจบรรพบุรุษของสาหร่ายของพลาสติดและประวัติทางอนุกรมวิธานของสกุลนี้ได้ดียิ่งขึ้น^{[ 1 ]}   จีโนมนิวเคลียร์มีขนาดประมาณ 87 เมกะเบสแพร์ เข้ารหัสโปรตีนที่คาดการณ์ไว้ 21,000 ชนิด โดย 57% เป็นเอกลักษณ์โดยสมบูรณ์และไม่มี โฮโมล็อกที่รู้จักในสิ่งมีชีวิตอื่น^{[ 1 ] [ 5 ]}จีโนมประกอบด้วย ลักษณะเด่นของความซับซ้อนของยูคา ริโอต เกือบทั้งหมด รวมถึงระบบเอนโดเมมเบรน การถอดรหัส การประมวลผล RNA และการแปลการดัดแปลงหลังการแปล การหมุนเวียนของโปรตีน และยีนโครงสร้างเซลล์ จีโนมนิวเคลียร์ ของ Guillardiaยังพบว่ามี อินทรอน สไปโซโซม จำนวนมาก และตระกูลไทโรซีนไคเนส ที่คาดว่าจะมีอยู่จำนวนมาก จากยีน 7451 ยีนใน นิวเคลียส ของ Guillardiaพบว่า 508 ยีนมีต้นกำเนิดมาจากสายพันธุ์สาหร่าย^{[ 5 ]}แม้ว่าข้อมูลจะบ่งชี้ว่ายีนส่วนใหญ่เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจาก สายพันธุ์ สาหร่ายสีเขียวแต่การเปรียบเทียบนี้ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากฐานข้อมูลจีโนมจำนวนมากมีแนวโน้มที่จะเอนเอียงไปทางยีนสาหร่ายสีเขียว^{[ 1 ] [ 5 ]}

การจัดลำดับนิวคลีโอเมอร์ฟเผยให้เห็นจีโนมที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก โดยมีโปรตีนยีน 487 ยีน ยีนควบคุมการทำงานพื้นฐานเพียงไม่กี่ยีน และมีเพียง 31 ยีนเท่านั้นที่ถูกส่งไปยังพลาสติด^{[ 5 ]}เป็นที่ชัดเจนว่านิวคลีโอเมอร์ฟมีขนาดลดลงอย่างมากและพึ่งพาการส่งโปรตีนไปยังคอมเพล็กซ์รอบพลาสติดเกือบทั้งหมด จีโนมนิวเคลียร์ของโฮสต์เข้ารหัสโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการถอดรหัส ซึ่งคาดว่าทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออกของยีน ในนิวคลีโอ เมอร์ฟ รวมถึงโปรตีนการจำลองดีเอ็นเอและโปรตีนไคเนสที่เกี่ยวข้องกับการจำลองเซลล์^{[ 1 ] [ 5 ] [ 8 ]}การถ่ายโอนยีนเหล่านี้ไปยังจีโนมของโฮสต์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการสูญเสียความสามารถในการพึ่งพาตนเองของเอนโดซิมไบออนต์พลาสติด อย่างไรก็ตาม การจัดลำดับจีโนมนิวเคลียร์และนิวคลีโอเมอร์ฟอย่างสมบูรณ์บ่งชี้ว่าตลอดการถ่ายโอนยีนของเอนโดซิมไบออนต์ โปรตีนมักจะมีหน้าที่ใหม่และครอบครองส่วนต่างๆ ที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่สามารถกำหนดหน้าที่ได้จากประวัติวิวัฒนาการจีโนมของGuillardia มีระดับโมเสกสูงโดยมียีนที่ได้มาจากนิวเคลียสของโฮสต์ นิวคลีโอมอร์ฟ พลาสติด และโปรตีนที่ได้มาจากสาหร่ายต่างถิ่นอื่นๆ ^{[ 5 ]}

จีโนมพลาสติดของGuillardia thetaยังเป็นพลาสติดแรกจากสิ่งมีชีวิตที่มีนิวคลีโอเมอร์ฟที่ได้รับการทำแผนที่ทางกายภาพและลำดับเพื่ออธิบายต้นกำเนิดเอนโดซิมไบโอติกของพลาสติด^{[ 5 ] [ 1 ]}จีโนมประกอบด้วยเบสคู่ 121 กิโลเบส โดย 4 กิโลเบสเข้ารหัสยีน rRNA สองยีนสำหรับการผลิตไรโบโซม ในบริเวณการเข้ารหัส มี 46 ยีนสำหรับการสังเคราะห์แสง 10 ยีนเป็นยีนชีวสังเคราะห์ การจำลองแบบ และการแบ่งเซลล์ 44 ยีนเข้ารหัส  โปรตีน ไรโบโซมและ 7 ยีนเกี่ยวข้องกับการถอดรหัสและการแปล^{[ 3 ]}ยีนบางส่วนทับซ้อนกันและไม่มีอินทรอนอยู่ในจีโนม ทำให้จีโนมค่อนข้างกะทัดรัด^{[ 13 ]} นอกจากนี้ยังมี ยีน โพลีซิสโทรนิก จำนวนมาก ที่เหมือนกับยีนที่ระบุในพลาสติดของสาหร่ายสีแดงPorphyra purpurea ^{[ 3 ]}สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงบรรพบุรุษร่วมกันของพลาสติดใน GuillardiaและPorphyra

Guillardiaถูกใช้บ่อยครั้งเป็นแบบจำลองคริปโตโมนาดสำหรับ การศึกษาจีโนม ของเอนโดซิมไบโอซิสของสาหร่ายและงานวิจัยคริปโตโมนาดอื่นๆ อีกมากมาย เนื่องจากสกุลนี้สามารถเพาะเลี้ยงได้ดี จึงเป็นคริปโตโมนาดชนิดแรกที่มีการจัดลำดับจีโนมนิวเคลียร์ นิวคลีโอเมอร์ และพลาสติดทั้งหมด^{[ 1 ]}ข้อมูลที่ได้จากข้อมูลนี้ช่วยในการอธิบายกลไกของเอนโดซิมไบโอซิสทุติยภูมิที่มีอยู่ในสายพันธุ์โปรติสต์ ที่มีพ ลา สติดของ สาหร่ายแดง ที่เป็นเอนโดซิมไบโอซิส ^{[ 3 ]}นอกจากการจัดลำดับโมเลกุลแล้ว กลไกการจำลองแบบและกลไกการสังเคราะห์แสงที่รวมอยู่ในพลาสติดของ สิ่งมีชีวิต Guillardiaยังได้รับการศึกษาอย่างดีในฐานะแบบจำลองสำหรับคริปโตไฟต์ชนิดอื่นๆ สกุลนี้ยังถูกใช้เป็นแบบจำลองเพื่อศึกษาการสังเคราะห์แป้งเพอริพลาสต์ในคริปโตไฟต์ โดยแสดงให้เห็นว่า เพอริพลาสต์ ของ Guillardia thetaใช้เส้นทางที่ใช้ UDP-กลูโคสในการสังเคราะห์แป้ง^{[ 21 ]}

นอกจากนี้ยังพบว่า โปรตีน แอนไอออนแชนเนลโร ดอปซิน จากGuillardia theta สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะ ไฮเปอร์โพลาไรเซ ชันของเซลล์ประสาท ในการทดสอบออปโตเจเนติ กส์ได้ ^{[ 9 ]}แชนเนลโรดอปซินเป็นช่องแอนไอออนที่ควบคุมด้วยแสง ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแฟลเจลลาไปยังแหล่งกำเนิดแสงในสาหร่าย ในการศึกษาในมนุษย์ แอนไอออนแชนเนลโรดอปซินสามารถนำมาใช้เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะไฮเปอร์โพลาไรเซชันที่ขับเคลื่อนด้วยคลอไรด์ ซึ่งจะทำให้เซลล์ประสาทเป้าหมายเงียบลง ณ จุดเวลาที่กำหนด^{[ 22 ]}วิธีนี้ช่วยให้นักประสาทวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการทำงานของวงจรประสาทโดยการยับยั้งเซลล์ประสาทเฉพาะด้วยแสง ก่อนการค้นพบแอนไอออนแชนเนลโรดอปซินในGuillardiaวิธีการยับยั้งเซลล์ประสาทด้วยออปโตเจเนติกส์นั้นมีประสิทธิภาพและความแม่นยำน้อยกว่า แม้ว่าการค้นพบนี้จะยังคงมีประโยชน์อย่างมากสำหรับการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ แต่การวิจัยเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าแอ นไอออนแชนเนลโรดอปซิน ของ Rhodomonas salinaมีเวลาตอบสนองที่ลดลงระหว่างการกระตุ้นและการเปิดช่อง^{[ 22 ]}ด้วยเหตุนี้ แชนเนลโรดอปซิน ของ Guillardiaจึงไม่ได้ถูกนำมาใช้บ่อยนักในการทดสอบทางประสาทวิทยาศาสตร์อีกต่อไป

นอกจากนี้ ยังใช้เป็นเหยื่อในการเพาะเลี้ยงและศึกษาสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่นซิลิเอตMesodinium ^{[ 8 ] [ 18 ]}