Νέα βακτήρια στο μέγεθος και το σχήμα των βλεφαρίδων σχεδόν καταγράφουν το μέγεθος των βλεφαρίδων

Προσκολλημένοι σε βυθισμένα συντρίμμια σε ρηχά θαλάσσια δάση μαγγρόβιων στη Γαλλική Καραϊβική, μικροοργανισμοί που μοιάζουν με νήμα – απόλυτα ορατοί με γυμνό μάτι – έχουν κερδίσει τον τίτλο των μεγαλύτερων βακτηρίων που έχουν γίνει ποτέ γνωστό.

Με μήκος περίπου ένα εκατοστό, έχουν περίπου το μέγεθος και το σχήμα μιας ανθρώπινης βλεφαρίδας, νικώντας τον ανταγωνισμό κατά περίπου 5.000 φορές το μέγεθος των διαφορετικών βακτηρίων του κήπου και 50 φορές το μέγεθος των βακτηρίων που κάποτε θεωρούνταν γιγάντια. Σε ανθρώπινους όρους, αυτό είναι σαν να βλέπεις έναν άνθρωπο τόσο ψηλό όσο το Έβερεστ.

Οι προκαρυώτες ανακαλύφθηκαν από τον Olivier Gross, βιολόγο στο Πανεπιστήμιο των Αντιλλών το 2009, και παρατήρησε ότι αιωρούνταν απαλά σε νερά πλούσια σε θείο ανάμεσα στα μαγγρόβια του αρχιπελάγους της Γουαδελούπης. Ο Γκρος είπε σε μια συνέντευξη Τύπου ότι τα βακτήρια προσκολλήθηκαν στα φύλλα, τα κλαδιά, τα κοχύλια των στρειδιών και τα μπουκάλια που βυθίστηκαν στον τροπικό βάλτο.

Αυτός και οι συνάδελφοί του αρχικά σκέφτηκαν ότι μπορεί να είναι σύνθετοι ευκαρυώτες ή ίσως μια σειρά σχετικών οργανισμών. Όμως, χρόνια γενετικής και μοριακής έρευνας αποκάλυψαν ότι κάθε ράβδωση είναι, στην πραγματικότητα, ένα πανύψηλο βακτηριακό κύτταρο, γενετικά συνδεδεμένο με άλλα βακτήρια που οξείδουν το θείο. «Φυσικά, ήταν μια τεράστια έκπληξη», δήλωσε στη συνέντευξη Τύπου ο Jean-Marie Voland, μικροβιολόγος στο Joint Genome Institute στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια.

Ο Γκρος και οι συνάδελφοί του δημοσίευσαν αυτή την εβδομάδα Ένα άρθρο στο Science που εξηγεί όλα όσα έχουν μάθει Σχετικά με τα τρομερά νέα βακτήρια, τα οποία ονόμασαν Candidatus (Καλιφόρνια) Thiomargarita Magnifica.

Τα ευρήματά τους διευρύνουν την κατανόησή μας για τη μικροβιακή ποικιλότητα με τρόπους που οι μικροβιολόγοι δεν πίστευαν ποτέ δυνατό. Οι επιστήμονες υπέθεταν προηγουμένως ότι το μέγεθος των βακτηρίων θα περιοριζόταν από διάφορους παράγοντες, όπως η έλλειψη συστημάτων ενδοκυτταρικής μεταφοράς, η εξάρτηση από την αναποτελεσματική χημική διάχυση και η αναλογία επιφάνειας προς όγκο που απαιτείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών. Ωστόσο, το μέγεθος του ενός Καλιφόρνια. T. Magnifica Το κύτταρο είναι τουλάχιστον διπλάσιο σε μέγεθος από το αναμενόμενο μέγιστο που θα μπορούσαν θεωρητικά να επιτύχουν τα βακτήρια, είπε ο Volland.

Ο Voland, ο Gross και οι συνεργάτες του εξακολουθούν να μαθαίνουν πώς – και ακριβώς γιατί –Καλιφόρνια. T. Magnifica Διαχειρίζεται το τεράστιο μέγεθός του. Όμως, μέχρι στιγμής, είναι ξεκάθαρο ότι Καλιφόρνια. T. Magnifica Οξειδώνει το υδρόθειο από το πλούσιο σε θείο περιβάλλον του και μειώνει τα νιτρικά άλατα. Περίπου το 75 τοις εκατό του όγκου του κυττάρου είναι μια σακούλα αποθηκευμένων νιτρικών. Η κύστη συνθλίβεται πάνω στο κυτταρικό περίβλημα, περιορίζοντας το βάθος στο οποίο χρειάζεται να διαχυθούν τα θρεπτικά συστατικά και άλλα μόρια.

Ενώ τα βακτήρια τείνουν να έχουν επιπλέον DNA, Καλιφόρνια. T. Magnifica Φαίνεται ότι έχει περισσότερα από μισό εκατομμύριο αντίγραφα του γονιδιώματός του ομαδοποιημένα σε διάφορα διαμερίσματα που συνδέονται με τη μεμβράνη που οι ερευνητές ονόμασαν pipiens, από τους μικροσκοπικούς σπόρους του καρπού. Η κατανομή των πεπινικών στα εξωτερικά άκρα των βακτηρίων θα μπορούσε να επιτρέψει την τοπική παραγωγή πρωτεΐνης, εξαλείφοντας την ανάγκη μεταφοράς πρωτεϊνών σε μεγάλες αποστάσεις.

Το επόμενο βήμα στη μελέτη αυτών των γιγάντων βακτηρίων είναι οι επιστήμονες να καταλάβουν πώς να τα καλλιεργήσουν σε εργαστήρια. Επί του παρόντος, οι ερευνητές συλλέγουν νέα δείγματα από τα μαγγρόβια δάση κάθε φορά που τελειώνουν. Αλλά, αυτό ήταν δύσκολο καθώς φαίνεται να έχουν έναν ασαφή ή εποχιακό κύκλο ζωής. Τους τελευταίους δύο μήνες, ο Gros δεν κατάφερε να βρει κανένα. «Δεν ξέρω πού βρίσκονται», είπε.