有史以来最大的细菌被发现在加勒比地区的沼泽

一个研究小组发现了一种独特的巨大的和不寻常的黑暗深处的细菌加勒比海红树林沼泽。Thiomargarita华丽号,大多数细菌5000倍,一个极其不寻常的细胞和基因组结构表明有更多的科学家了解微观世界,not-so-microorganisms。

这项研究发表在科学。

Thiomargarita华丽号的沼泽

奥利维尔•格罗斯法国大学的教授安的列斯群岛,花了二十年的挖掘微生物在加勒比地区红树林的浅水域。格罗斯说,这些swamp-like环境在一个新闻发布会上,“具有低潮汐和大量的有机质积累或泥沙。”

虽然这些红树林的退化碎屑可能适合人类,这是一个自助许多微生物分解有机肥料,生产硫化、复合,味道强烈的臭鸡蛋。那是十多年前,在四处找寻样品浸根的红树林树木,格罗斯遇到一个细的白色丝沉的树叶。

Gros首先认为丝属于真核生物。这是显而易见的结论——细菌和真核生物的生活是两个截然不同的领域。而真核生物,隔离membrane-wrapped细胞核内遗传物质,可以长到大尺寸(真菌、植物和动物都是真核生物),细菌,平均是2μ米大小,远低于限制,我们的眼睛可以看到。

细菌,Ca。Thiomargarita华丽号,发现在法国加勒比红树林,Thiomargarita属的一个成员。图片来源:托马斯Tyml

但低头看着他的显微镜,格罗斯不能识别任何核——细胞的内部看起来更像一个细菌。

pepin:另一个的方面t .华丽号的不可思议

从这一点上,t .华丽号成为多年的多层次的主题分析,发现这种细菌的陌生感没有停在它的大小。细胞的内部空间充满了小细胞器包含DNA和核糖体DNA——结构帮助过程。“这些隔间代表一种新的细菌生物命名pepin在法国,这意味着,在水果的小种子。这是一个重要的观察,因为直到现在,细胞的DNA的包装在一个膜结合细胞器被认为是严格限制真核细胞,”格罗斯的前领导人Volland说研究生现在劳伦斯伯克利国家实验室的一名科学家的实验室研究复杂系统。

尽管让人想起真核生物结构,DNA分析确认t .华丽号毫无疑问,一种细菌。但即使在遗传水平上,这种不寻常的微生物在商店有惊喜。另一位合著者,挚友Woyke工作在美国能源部的基因组联合研究所,解释说T华丽号1200万碱基对基因组是非常原因的范围内这样的细菌,细菌的基因组的复制份数是不同的大小。

这被称为多倍体基因组的重复。而人类有两份我们的每一个细胞的遗传物质(一个妈妈和一个爸爸),因此二倍体对其他生物,它不是常见超过两套遗传物质。小麦的一些混合动力车五倍的和一些草莓十倍体。最近,细菌的基因组有超过十份发现。T华丽号一百万本。工作,Woyke说,在六万亿个碱基的DNA。“这意味着t .华丽号存储更多的好几个数量级DNA本身与人类细胞相比,”她补充道。

大的好处

t .华丽号”年代规模和复杂性是显而易见的。但是这些特征背后的原因尚不清楚,研究小组说。在幽静的DNA可能允许t .华丽号为了更好地控制其细胞功能,他们建议。至于为什么生物已发展到如此巨大的规模,研究人员只能推测。生存动机之一可能是:“如果你成长成百上千倍你的捕食者,你不能被捕食者,“Volland说。其他理论围绕细菌的独特在红树林沉积物之间的接口,这是缺乏氧气,和富氧水。也许Volland说,成长为一个巨大的灯丝允许细菌更好地利用化学梯度存在于他们的环境。

丝的Ca。Thiomargarita华丽号。图像由Olivier格罗斯

团队的一件事是明确的,然而,是t .华丽号的细菌基因组和真核大小不让它生活的这些领域之间缺失的环节。“这些细菌,如果任何发展,你知道,也许更高的复杂性在自己的血统,但他们并不复杂的记录的起源细胞,”Volland说。

然而,这个巨大的奇怪的细菌提出很多的问题我们对细菌的复杂性的理解,Volland说。“也许它告诉我们的是,我们可能有点偏见,当我们想到细菌……因为大多数的微生物学研究细菌对少数模型系统,已经被分离出来并很容易在实验室文化。但实际上是一个令人难以置信的细菌和古菌的多样性和微生物一般来说,更难以发现或研究文化。这告诉我们,我们也应该看外面的街灯。”

参考格罗斯:Volland J, Gonzalez-Rizzo年代,O et al。一个一厘米长细菌DNA包含在新陈代谢活跃,膜结合细胞器。科学。2022,276 (6600):1453 - 1458。doi:10.1126 / science.abb3634