Regulert vesikeleksocytose, som i tilfellet med høyt spesialisert synaptisk vesikelsekresjon, styres av et sett evolusjonært konserverte proteiner. Mange av disse proteinene er eldre enn dyrene. Målet med denne avhandlingen var å studere opprinnelsen til og evolusjonen av pre-synaptiske proteinkomplekser som er viktige for transmitterfrigjøring. Hovedmodellorganismen jeg brukte til dette formålet, var choanoflagellaten Salpingoeca rosetta (S. rosetta). Choanoflagellater er ikke bare de nærmeste encellede slektningene til dyr, men de har også mange synaptiske proteinhomologer. Bruken av et bredt spekter av teknikker, som homologibaserte proteinsøk, 3D-vesikelrekonstruksjoner, immunfarging, genomredigering, subcellulær fraksjonering, immunopresipitering og massespektrometrisk analyse, muliggjorde direkte sammenligninger med synapser og synaptiske proteiner. Disse avslørte at choanoflagellater har mangfoldige, polariserte vesikellandskap og koder for mange av de undersøkte kjerneproteinene i nevrosekretoriske vesikler i genomene sine. Et av disse neurosekretoriske vesikelkjerneproteinene er en homolog til sekretorisk synaptobrevin, som ifølge immunfargingene er lokalisert ved begge vesikelrike poler i S. rosetta. I likhet med synapser er synaptobrevin i S. rosetta sannsynligvis lokalisert i membranen til vesikler som transporteres langs cytoskjelettet, noe immunfarging og subcellulær fraksjonering tyder på. Co-immunopresipitering (co-IP) med et antistoff mot synaptobrevin i S. rosetta avslørte flere potensielle interaksjonspartnere for synaptobrevin i S. rosetta, hvorav noen også ble funnet i proteomiske studier av synaptiske vesikler. Dessuten tyder CRISPR/Cas9-mediert knockout av synaptobrevin i S. rosetta på at synaptobrevin, i likhet med andre organismer, sannsynligvis er et essensielt protein for choanoflagellater. I likhet med synaptobrevin 2 fra dyr har synaptobrevin fra S. rosetta aminosyrer i nøkkelposisjoner som mistenkes å være viktige for substratgjenkjenning av botulinum nevrotoksin D (BoNT/D). I motsetning til dyrenes synaptobrevin 2 spaltes imidlertid ikke rekombinant synaptobrevin fra S. rosetta av BoNT/D. De observerte likhetene mellom vesikelsekresjonsmaskineriet hos choanoflagellater og dyresynapser tyder på at den regulerte vesikelsekresjonen har en felles opprinnelse som kan være eldre enn først antatt.