БиологияНовости

Открытие самой крупной из известных на сегодняшний день бактерий длиной до 2 см!


Обычно длина клеток большинства видов бактерий составляет от одного до пяти микрометров, а рекордный показатель - 750 микрометров. Но биологи только что обнаружили бактерию, длина которой составляет в среднем 9000 микрометров, а рост может достигать 2 см. Поэтому она видна невооруженным глазом. Названая "Thiomargarita magnifica", она обладает уникальной биологией, с большим геномом. Кроме того, его генетический материал находится в отсеках и очень близко к мембране, что бросает вызов традиционным представлениям о бактериальных клетках.

Прокариоты довольно легко противопоставляются эукариотам: первые являются преимущественно одноклеточными организмами, а вторые — нет. К прокариотам относятся бактерии и археи — самые разнообразные и многочисленные организмы на Земле.

Хотя большинство из них малы, некоторые клетки — известные как гигантские бактерии — имеют размер от десятков до сотен микрон. До сих пор Thiomargarita namibiensis удерживала рекорд самой большой бактерии из когда-либо обнаруженных, ее размер достигал 750 микрометров (средний размер: 180 мкм). Эти бактериальные гиганты вызвали вопрос о существовании других макробактерий, которые еще не были обнаружены.

Пока что описанная в предварительной публикации от 18 февраля 2022 года, "новая" бактерия того же рода, что и предыдущая, была названа исследователями "Thiomargarita magnifica", поразившая их своими очень большими размерами. Действительно, ее единственная нитевидная клетка видна невооруженным глазом и может достигать 2 см в длину. Размером с комнатную муху, она примерно в 5000 раз больше многих других микробов.

Морфология и ультраструктура Thiomargarita magnifica. A: Сравнение размеров некоторых бактериальных (зеленый) и эукариотических (синий) модельных систем на логарифмической шкале. B: Световая микроскопия верхней половины клетки T. magnifica, с разрушенной базальной частью, показывающей трубчатую морфологию из-за большой центральной вакуоли и многочисленных сферических внутриклеточных гранул серы (тихоходка показан в масштабе). C: 3D визуализация сегментированных клеток, предположительно находящихся на разных стадиях цикла развития. Волланд и др, 2022

В действительности бактерия была впервые обнаружена около 10 лет назад в виде тонких нитей, растущих на разлагающихся листьях мангровых деревьев в карибском болоте. Но только спустя 5 лет первооткрыватель (морской биолог) и его коллеги поняли, что эти организмы на самом деле являются уникальными бактериями. Чтобы доказать, что мангровые нити состоят из одной клетки, они использовали различные методы микроскопии и окрашивания.

Помимо исключительного размера, бактерия имеет массивный геном, который не циркулирует свободно внутри клетки (как у других бактерий), а заключен в мембранный мешок: то, что встречается в гораздо более сложных клетках, например, человеческих. Находясь на полпути между эукариотами и прокариотами, ее классификация остается сложной. По мнению исследователей, эта бактерия может представлять собой недостающее звено в эволюции сложных клеток.

В целом, клетка имеет два мембранных мешка: один с ДНК клетки (называется "органелла") и другой, заполненный водой ("вакуоль"). Этот мешок, занимающий 73% всего объема, может быть причиной того, что бактерия смогла вырасти настолько большой, как и предыдущий рекордсмен. Ранее микробиологи склонны были считать, что бактерии маленькие, потому что питательные вещества и токсины должны были проходить через их клетки. Но микроб может быть и гигантским, когда содержимое его клетки прижимается к внешней стенке заполненным водой мешком; это не препятствует циркуляции важных молекул.

Световое микроскопическое изображение и предложенная модель субклеточной организации в Thiomargarita magnifica © Волланд и др., 2022 г.

Генетический анализ ее "кармана ДНК" выявил массивный геном, содержащий 11 миллионов оснований и около 11 000 генов (почти в три раза больше, чем большинство бактериальных геномов). Используя флуоресцентные маркеры на ДНК, исследователи поняли, что на самом деле существует более 500 000 копий одной и той же последовательности ДНК. Они даже обнаружили рибосомы внутри мешка ДНК: "фабрики по производству" белков.

Считающиеся простыми, не эволюционировавшими структурами, бактерии могут удивить нас, оказавшись более сложными, чем ожидалось, по крайней мере, для некоторых из них. Они также помогли бы объяснить эволюцию простых клеток в сложные.

Подписывайтесь на нас
Back to top button