Thiomargarita magnifica, największe bakterie wyewoluowały, aby nabrać złożoności, stając się komórkami eukariotycznymi. Wydaje się to kwestionować tradycyjną ideę prokariota.
It was in 2009 when scientists had a strange encounter with microbial diversity that exists in the nature. While looking for sulfur-oxidising symbionts in sulfur-rich mangrove sediments in Guandeloupe , an island group in the southern Caribbean Sea, the research team came across some white filaments attached to sediments. They were big with lot of filaments so the researcher initially thought them to be a eukaryote, some unknown filamentous grzyby. However, microscopy studies indicated they were single cells, some sulfar-oxidising, ‘macro’ microbes. If they were fungi then phylogenetic typing should reveal 18S rRNA gene sequence (a marker for eukariota). Jednakże sekwencjonowanie genów ujawniło obecność markera prokariotycznego 16S rRNA, co sugeruje, że próbką była bakteria należąca do rodzaju Thiomargarita. Zostało nazwane Wspaniały Thiomargarite (magnifica, bo wyglądała wspaniale).
W ten sposób bakterie T. magnifica została odkryta w 2009 roku, ale szczegółowa struktura komórkowa i związane z nią informacje były niedostępne do niedawna, kiedy artykuł zatytułowany "Kilometrowa bakteria z DNA zawartym w metabolicznie aktywnych organellach związanych z błoną'' autorstwa Volland i wsp została opublikowana 23 czerwca 2022 r. (wersja preprint została opublikowana 22 lutego 2022 r.).
Według tego badania, tiomargarita magnifica jest centymetrową, pojedynczą komórką bakteryjną. w przeciwieństwie do większości bakterii, których długość wynosi około 2 mikrometry (niektóre bakterie mogą mieć nawet 750 mikrometrów), średnia długość komórki wynosi Wspaniały Thiomargarite jest większa niż 9000 mikrometrów. To czyni je największą znaną bakterią. Oczywiście jest to wyraźnie widoczne gołym okiem. Wielkość komórek tego rzędu jest wysoce nietypowa dla prokariontów.
Ponadto T. magnifica DNA is contained in a novel type of membrane-bound bacterial cell organelle. This is significant because the packing of DNA inside a membrane-bound compartment in the cell is considered to be important feature of eukarionty. Autorzy zaproponowali nazwę marynata dla tego organelli komórki bakteryjnej zawierającej materiał genetyczny. Również, T. magnifica wykazują wysoki poziom poliploidii z dużym genomem. Zazwyczaj prokariota nie mają wewnętrznych organelli związanych z błoną komórkową i mają niewielką ilość materiału genetycznego. Nie wykazują również dymorficznego cyklu rozwojowego, który: T. magnifica robi.
Prokarionty (bakterie i archeony) są zwykle małymi, jednokomórkowymi organizmami. Brakuje im dobrze zdefiniowanego jądra i innych organelli w komórkach. Mają stosunkowo prostą budowę. Jak wynika z wyżej wymienionych zgłoszonych funkcji, T. magnifica seems to have evolved to acquire high level of complexity becoming of a eukariotyczny cell. This seems to challenge the traditional idea of prokaryote.
***
Referencje:
- Wolland JM, i wsp 2022. Centymetrowa bakteria z DNA zawartym w metabolicznie aktywnych organellach związanych z błoną. NAUKI ŚCISŁE. Opublikowane 23 czerwca 2022. Vol 376, Issue 6600 s. 1453-1458. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb3634 (Preprint at bioRxiv. Centymetrowa bakteria z DNA podzielonym na organelle związane z błoną. Wysłane 18 lutego 2022 r. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423)
- Berkeley Lab 2022. Gigantyczne bakterie znalezione w namorzynach Gwadelupy kwestionują tradycyjne koncepcje. Komunikat prasowy Relacje z mediami (510) 486-5183. 23 czerwca 2022. Dostępne online pod adresem https://newscenter.lbl.gov/2022/06/23/giant-bacteria-found-in-guadeloupe-mangroves-challenge-traditional-concepts/
***
(Podziękowanie: prof. K. Vasdev za cenny wkład w charakterystykę filogenetyczną bakterii)
