08 декември 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Най-голямата открита някога бактерия е дълга 2 см и изненадва със сложността си

Гигантският микроб от мангрова гора може да е липсващото звено между едноклетъчните организми и клетките, които изграждат хората

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 28 февруари 2022 в 00:00 49010
Едноклетъчните нишки на новооткритата бактерия се виждат осветени до монета. Thiomargarita magnifica има нишковидна единична клетка с дължина до 2 сантиметра и съхранява генетичния си материал в мембранна торбичка. (Скрийншот от видео на Science)

По дефиниция се предполага, че микробите са толкова малки, че могат да се видят само с микроскоп. Но новоописана бактерия, живееща в карибските мангрови гори, опровергава това (вижте видеото по-долу).

Нейната нишковидна единична клетка се вижда с невъоръжено око, нараства до 2 сантиметра - колкото фъстък - и 5000 пъти по-голяма от много други микроби. Нещо повече, този гигант има огромен геном, който не е свободно плаващ вътре в клетката, както при други бактерии, а вместо това е затворен в мембрана, иновация, характерна за много по-сложни клетки, като тези в човешкото тяло.

Едноклетъчният организъм наподобява тънка струна, според доклад, описващ откритието, публикуван наскоро в базата за препринти bioRxiv.

Екипът използва различни методи за микроскопия и оцветяване, за да провери, че тези нишки са само една клетка. Това „бе нещо, в което не вярвахме… в началото“, спомня си съавторът Жан-Мари Воланд (Jean-Marie Volland), сега морски биолог в Националната лаборатория на Лорънс Бъркли.

„Когато става дума за бактерии, никога не казвам никога, но тази със сигурност надхвърли това, което смятахме, че е горната граница [на размер] с 10 пъти“, разказва Верена Карвальо (Verena Carvalho), микробиолог от Университета на Масачузетс, Амхерст.

Учените отдавна разделят живота на две групи: прокариоти, които включват бактерии и едноклетъчни микроби, наречени археи, и еукариоти, които включват всичко от дрожди до повечето форми на многоклетъчен живот, включително хората. Прокариотите имат свободно плаваща ДНК, докато еукариотите събират цялата си ДНК в мембранна торбичка, наречена ядро. Еукариотите също разделят различни клетъчни функции във везикули, наречени органели, и могат да преместват молекули от едно отделение в друго – нещо, което прокариотите не могат.

Но новооткритият микроб размива границата между прокариоти и еукариоти, тъй като носи своята ДНК в мембранна торбичка

Жан-Мари Воланд нарича тази торбичка органела и това е „голяма нова стъпка“, която предполага, че двата клона на живота не са толкова различни, както се смяташе преди.

„Може би е време да преосмислим нашата дефиниция за еукариоти и прокариоти!“, заявява се Петра Левин (Petra Levin), микробиолог от Вашингтонския университет в Сейнт Луис. "Това е много хубава история."

Друга, пълна с вода торбичка може да е причината бактерията да нарасне толкова голяма. Тя е пълна с вода, която заема повече от 70% от общия обем на клетката.

Микробиолозите са смятали, че бактериите трябва да са малки, отчасти защото се хранят, дишат и се освобождават от токсините чрез дифузия на молекули през вътрешността на тяхната клетка и има ограничения за това колко голямо разстояние могат да изминат тези молекули.

Тази пълна с вода торбичка смачква цялото съдържание на клетката до най-външния й ръб, което може да помогне на поддържащите живота молекули да дифундират по-лесно в клетката, докато токсините лесно се изхвърлят навън, съобщава Science.

През 1999 г. изследователите откриват гигантска, хранеща се със сяра, бактерия от рода Thiomargarita, приблизително с размерите на маково зърно край бреговете на Намибия.

Тя носи същия вид напълнена с вода торбичка и въз основа на това сходство, плюс генетичен анализ, изследователите стигат до заключението, че новооткритата бактерия може да принадлежи към същия род. Те предлагат огромният микроб да бъде наречен Thiomargarita magnifica.

Тя може да бъде голямаа, защото клетъчното ѝ съдържание е притиснато към външната ѝ клетъчна стена от гигантска торбичка, пълна с вода и нитрати.

D:Наблюдение на клетка на Thiomargarita magnifica след флуоресцентно маркиране на мембраните, показващо непрекъснатостта на клетката. E:  апикалното свиване на клетка, като цитоплазмата е ограничена до периферията. F: По-голямо увеличение на областта, отбелязана с E, със серни гранули и пепини на различни етапи на развитие. G: По-голямо увеличение на зоната, отбелязана в E, показваща два пина (върхове на стрелки). S: серни гранули; V: вакуола. Кредит: Jean-Marie Volland et al.

Основните молекули в бактериите все още могат да дифундират навътре и навън, защото „клетката живее само [по ръба]“, обяснява Карвальо. Оттогава учените са открили други големи бактерии, които ядат сяра, но дългите им нишки се състоят от множество клетки.

Огромната бактерия "може да бъде липсващо звено в еволюцията на сложни клетки", отбелязва пред Science Казухиро Такемото (Kazuhiro Takemoto), биолог от Технологичния институт Кюшу.

Справка:

A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles
Jean-Marie Volland, Silvina Gonzalez-Rizzo, Olivier Gros, Tomáš Tyml, Natalia Ivanova, Frederik Schulz, Danielle Goudeau, Nathalie H Elisabeth, Nandita Nath, Daniel Udwary, Rex R Malmstrom, Chantal Guidi-Rontani, Susanne Bolte-Kluge, Karen M Davies, Maïtena R Jean, Jean-Louis Mansot, Nigel J Mouncey, Esther Angert, Tanja Woyke, Shailesh V Date
doi: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423

Източници:

Biggest bacterium ever discovered amazes scientists with its complexity
Nicoletta Lanese, Live Science. 

Largest bacterium ever discovered has an unexpectedly complex cell, Elizabeth Pennisi, Science


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Обучение без нервни клетки
08 декември 2022 в 00:01
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.