A legnagyobb ismert baktérium – egy cérnametélt alakú organizmus, amelyet a karibi sekély mangrove-mocsarakban fedeztek fel, és elég nagy ahhoz, hogy szabad szemmel is látható legyen – újradefiniálja, a baktériumokról alkotott elképzeléseinket.
A guadeloupe-i karibi francia szigetcsoport, ahol a szokatlanul nagy Thiomargarita magnifica baktériumot megtalálták, a mangrove erdei mintavételi hely képe látható ezen a fényképen.
A tudósok csütörtökön ( 2022 június 23. ) azt mondták, hogy a Thiomargarita magnifica nevű baktérium nemcsak méreténél fogva figyelemre méltó – egysejtű szervezet számára óriási, akár 2 cm hosszú is –, hanem azért is, mert belső felépítése eltérő egyéb baktériumokhoz képest.
A DNS, egy organizmus tervrajza, nem szabadon lebeg a sejtben, mint a legtöbb baktériumban, hanem számos kis membránhoz kötött tasakban található. A sejtekben a membránhoz kötött struktúrákat organelláknak nevezzük.
„Több ezerszer nagyobb, mint a normál méretű baktériumok. Ennek a baktériumnak a felfedezése olyan, mintha egy olyan magas emberrel találkoznánk, mint a Mount Everest” – mondta Jean-Marie Volland tengerbiológus, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma Közös Genomintézetének és Kutatólaboratóriumának munkatársa, a kaliforniai Complex Systemsben, a Science folyóiratban megjelent tanulmány társvezetője .
A baktériumot Guadeloupe-ban, a karibi francia szigetcsoportban több helyen is megtalálták. Először az Antilles Egyetem mikrobiológusa és a tanulmány társvezetője, Olivier Gros észlelte egy guadeloupe-i mocsár kénben gazdag tengervizében.
„2009-ben hosszú fehér szálakat találtam egy mangrovefa elsüllyedt leveléhez tapadva. Érdekesnek találtam az ilyen szálakat. Visszavittem őket a laboratóriumba, hogy elemezzük őket” – mondta Gros. „Nagy meglepetés számomra, hogy ilyen hatalmas baktérium él a guadeloupe-i mangrovékban.”
Egy normál baktériumfaj 1-5 mikrométer hosszú. Ez a faj átlagosan 10 000 mikrométer (négy tized hüvelyk/1 cm) hosszú, néhány Thiomargarita magnifica pedig ennek kétszerese.
A karibi francia szigetcsoportból, Guadeloupe-ból származó Thiomargarita magnifica baktérium filamentumai láthatók a fényképen. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Joint Genome Institute kutatói, a Lawrence Berkeley National Laboratory, a Laboratory for Research in Complex Systems és az Universite des Antilles egy olyan baktériumot jellemeztek, amely egyetlen sejtből áll, amely 5000-szer nagyobb, mint más baktériumok, és amelyet mangrovában fedeztek fel. Jean-Marie Volland/Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriuma/Handout a REUTERS-en keresztül
„Nagyságrendekkel nagyobb, mint amit egyetlen baktérium lehetséges maximális méretének gondoltunk” – mondta Volland. – Körülbelül ugyanolyan méretűek és formájúak, mint egy szempilla.
Az eddig ismert legnagyobb baktérium 750 mikrométer körüli maximális hosszúságú volt. A baktériumok egysejtű élőlények, amelyek szinte mindenhol megtalálhatók a bolygón, létfontosságúak az ökoszisztémák és a legtöbb élőlény számára. Úgy gondolják, hogy a baktériumok voltak az első organizmusok, amelyek betelepítették a Földet, és évmilliárdokkal később is meglehetősen egyszerű szerkezetűek maradtak. Az emberek teste hemzseg a baktériumoktól, amelyeknek csak viszonylag kis része okoz betegséget.
A Thiomargarita magnifica nem a legnagyobb ismert egysejtű szervezet. Ez a megtiszteltetés a Caulerpa taxifolia vízi algát illeti meg, amelynek hossza eléri a 6-12 hüvelyket (15-30 cm).
A karibi mangrove-mocsarak tele vannak szerves anyagokkal, az üledékben lévő mikrobák lebontják ezt az anyagot, és nagy koncentrációjú ként termelnek. A kénben gazdag környezet energiaforrást kínál az olyan baktériumok számára, mint a Thiomargarita magnifica.
A kutatók a DNS-t hordozó organellumokat „pepineknek” nevezték el egy francia szó után, amely a gyümölcsben lévő apró magvakat jelenti.
„Két kivételtől eltekintve nem volt ismert más baktérium, amely a DNS-ét egy membránhoz kötött organellumban tartotta volna. Ez valójában az összetettebb, membránhoz kötött sejtmaggal rendelkező sejtek jellemzője, mint például az emberi vagy az állati sejtek. és a növényi sejtek” – mondta Volland.
Genomjának feltérképezése kimutatta, hogy a Thiomargarita magnifica elveszített néhány, a sejtosztódáshoz nélkülözhetetlen gént, és a szokásosnál több olyan gént tartalmaz, amelyek felelősek a sejtmegnyúlásért.
„Ez részben megmagyarázhatja, hogy a sejt miért nő ilyen hosszúkás filamentummá. A genom is nagyon nagy, és háromszor annyi gént tartalmaz, mint általában a baktériumokban. E gének fele fogalmunk sincs, mi valók – mondta Volland.
Ez a baktérium azt szemlélteti, hogy a földi élet milyen meglepetésekkel várja még a kutatókat– mondta.
„Az élet lenyűgöző, nagyon változatos és nagyon összetett” – tette hozzá Volland. „Fontos, hogy kíváncsiak legyünk és nyitottak legyünk.”