Американские ученые из Объединенного института генома Министерства энергетики США, Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли и других организаций открыли новую гигантскую бактерию, которая в 5000 раз больше, чем среднестатистические бактерии. ДНК этого микроорганизма упакована в мембранную структуру, что также нехарактерно для прокариот. Исследование опубликовано в журнале Science.
Как правило, клетки большинства бактерий достигают всего 2 мкм в длину, хотя известны и гигантские бактерии, размер которых может составлять 750 мкм. При этом по ряду признаков они все еще являются прокариотами: например, их ДНК находится в свободном состоянии прямо в цитоплазме клеток.
Ученые обнаружили новую бактерию еще в 2009 году в мангровых лесах Гваделупы. Ее колонии представляли собой тонкие длинные филаменты на поверхности опавших листьев, которые были найдены в воде. Из-за размера бактериальных клеток, который достигал более 9000 мкм (почти 1 см), исследователи предполагали, что имеют дело с эукариотом. Секвенировав последовательность генов 16S рРНК микроорганизма, ученые узнали, что все-таки имеют дело с прокариотом. Эту бактерию назвали Thiomargarita magnifica.
Далее ученые смогли охарактеризовать бактериальные клетки с помощью рентгеновской томографии, конфокальной и просвечивающей электронной микроскопии. Это доказало, что биологи имели дело с единой гигантской клеткой, а не с совокупностью клеток. Эти же методы позволили визуализировать необычные мембранные структуры внутри клеток, которые содержали ДНК. Их назвали «пепинами». Также оказалось, что у новой бактерии в три раза больше генов, чем у большинства родственников. Кроме того, для нее характерна полиплоидия, то есть в бактериальной клетке находится несколько копий генома. При этом вся клетка принимает участие в метаболизме и синтезе белка.
Микробиологи также охарактеризовали метаболизм новой бактерии и ее жизненный цикл. Она способна окислять соединения серы, и многие такие бактерии как раз имеют гигантский размер. Также этот микроорганизм способен фиксировать углерод, то есть связывать углекислый газ из воздуха.
Открытие этой бактерии влечет за собой целый ряд вопросов. Например, ученые желают узнать роль этого микроорганизма в экосистеме мангровых лесов. Также исследователям предстоит узнать, существуют ли подобные «пепины» у других видов бактерий, понять, каким образом они формируются, какие процессы в них происходят и как они регулируются. Кроме того, есть и вопросы эволюции: как «пепины» связаны с гигантским размером бактерии.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
