Thiomargarita magnifica, самые большие бактерии, в ходе эволюции приобрели сложность, став эукариотическими клетками. Кажется, это бросает вызов традиционной идее о прокариоте..
Это было в 2009 году, когда у ученых произошла странная встреча с микробным разнообразием, существующим в природе. При поиске окисляющих серу симбионтов в богатых серой мангровых отложениях в Гванделупе, группе островов в южной части Карибского моря, исследовательская группа наткнулась на несколько белых нитей, прикрепленных к отложениям. Они были большими, с большим количеством нитей, поэтому исследователь сначала подумал, что это эукариоты, какие-то неизвестные нитчатые грибы. Однако исследования под микроскопом показали, что это были одиночные клетки, некоторые окисляющие серу, «макро» микробы. Если бы это были грибы, то филогенетическое типирование должно выявить последовательность гена 18S рРНК (маркер эукариот). Однако секвенирование генов выявило наличие прокариотического маркера 16S рРНК, что указывает на то, что образец был бактерией, принадлежащей к роду Thiomargarita. Он был назван Великолепный Тиомаргарит (magnifica, потому что это выглядело великолепно).
Вот так бактерии T. великолепный был обнаружен еще в 2009 году, но подробная клеточная структура и соответствующая информация были недоступны до недавнего времени, когда была опубликована статья под названием «Бактерия сантиметровой длины с ДНК, содержащейся в метаболически активных мембраносвязанных органеллах.'' по Волланду и др. был опубликован 23 июня 2022 г. (предварительная версия была размещена 22 февраля 2022 г.).
Согласно этому исследованию, Тиомаргарита великолепный представляет собой одиночную бактериальную клетку сантиметровой длины. в отличие от большинства бактерий, длина которых составляет около 2 микрометров (некоторые бактерии могут достигать 750 микрометров), средняя длина клетки Великолепный Тиомаргарит превышает 9000 мкм. Это делает их самой большой известной бактерией. Очевидно, что это хорошо видно невооруженным глазом. Размеры клеток этого отряда крайне нехарактерны для прокариот.
Кроме того, T. великолепный ДНК содержится в мембраносвязанных органеллах бактериальной клетки нового типа. Это важно, потому что упаковка ДНК внутри мембраносвязанного компартмента в клетке считается важной особенностью эукариот. Авторы предложили название Пипин для этой бактериальной клеточной органеллы, содержащей генетический материал. Также, T. великолепный демонстрируют высокий уровень полиплоидии с большим геномом. Обычно прокариоты не имеют внутренних мембранных органелл внутри клетки и имеют небольшое количество генетического материала. Они также не демонстрируют диморфный цикл развития, который T. великолепный делает.
Прокариоты (бактерии и археи) обычно представляют собой небольшие одноклеточные организмы. У них отсутствуют хорошо выраженные ядра и другие органеллы в клетках. Они имеют относительно простую структуру. Как видно из упомянутых выше описанных особенностей, Т. великолепная по-видимому, в ходе эволюции приобрел высокий уровень сложности, став эукариотической клеткой. Кажется, это бросает вызов традиционной идее прокариот.
Ссылки:
- Волланд Дж. М., и др. 2022. Сантиметровая бактерия с ДНК, содержащейся в метаболически активных мембраносвязанных органеллах. НАУКА. Опубликовано 23 июня 2022 г. Том 376, выпуск 6600 стр. 1453-1458. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb3634 (Препринт в bioRxiv. Сантиметровая бактерия с ДНК, разделенной на мембранные органеллы. Опубликовано 18 февраля 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423)
- Лаборатория Беркли, 2022. Гигантские бактерии, обнаруженные в мангровых зарослях Гваделупы, бросают вызов традиционным представлениям. Пресс-релиз по связям со СМИ (510) 486-5183. 23 июня 2022 г. Доступно онлайн по адресу https://newscenter.lbl.gov/2022/06/23/giant-bacteria-found-in-guadeloupe-mangroves-challenge-traditional-concepts/
(Благодарность: проф. К. Васдев за ценный вклад в филогенетическую характеристику бактерий)
