Die Biologen um Grossman entdeckten nun, dass Synechococcus beide Stoffwechselaufgaben bewältigen kann. Als sie das Genmaterial des Winzlings analysierten, fanden sie zu ihrer Überraschung nicht nur Gene für die Photosynthese, sondern auch solche für die Stickstofffixierung. Dann verfolgten sie 24 Stunden lang die Aktivität der Gene für beide Stoffwechselvorgänge. Dabei stellte sich heraus, dass das für die Photosynthese zuständige Erbgut mit dem Beginn der Dunkelheit seine Arbeit einstellt. Gleichzeitig schalten sich die Gene für die Stickstofffixierung ein. Nachts wird außerdem der so genannte Nitrogenase-Komplex aktiv, ein Enzym-Komplex, der die Stickstofffixierung ermöglicht.
Generell blockieren in einer Zelle die chemischen Vorgänge der Photosynthese den Nitrogenase-Komplex, so dass Photosynthese und Stickstofffixierung in einem Einzeller nicht gleichzeitig stattfinden können. Einige Pflanzen und bestimmte photosynthetisch aktive Cyanobakterien lösen dieses Problem, indem sie die Zellen für Photosynthese räumlich von denen für die Stickstofffixierung trennen. Der Einzeller Synechococcus dagegen trennt beide Stoffwechselaufgaben zeitlich voneinander, erklären Grossman und seine Kollegen.
