Science新发现挑战了普遍认为的细菌细胞大小界限

【字体: 时间:2022年06月27日 来源:Science

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  在加勒比海红树林沼泽水域的下沉叶片上,研究人员发现了一种细菌,它挑战了细菌细胞大小的主流观点;这项研究的作者说,与微生物只有在显微镜下才能看到的观念相反,这一名为Thiomargarita magnifica的巨型细菌比其他所有已知的巨型细菌都要大约50倍,而且可以用肉眼看到。它的结构也相当复杂,进一步挑战了细菌细胞的传统概念。

  

在加勒比海红树林沼泽水域的下沉叶片上,研究人员发现了一种细菌,它挑战了细菌细胞大小的主流观点;这项研究的作者说,与微生物只有在显微镜下才能看到的观念相反,这一名为Thiomargarita magnifica的巨型细菌比其他所有已知的巨型细菌都要大约50倍,而且可以用肉眼看到。它的结构也相当复杂,进一步挑战了细菌细胞的传统概念。

Petra Anne Levin在一篇相关的文章中写道:“这一发现增加了大型硫细菌的群体,并有助于解决什么因素限制细胞大小的谜题。”

细菌通常被认为是DNA在细胞质中自由漂浮的微小单细胞。然而,作为一个群体,他们往往表现出惊人的多样性。在这项研究中,Jean-Marie Volland等人通过报道一种硫氧化细菌的发现和特性,增加了这种多样性,这种细菌可以在细菌细胞大小的理论极限上生长数量级,具有复杂的膜组织,可能允许它生长到这样的大小,绕过典型的生物物理和生物能量限制。

这种生物最初是在小安的列斯岛瓜德罗普岛的热带浅海红树林沼泽中,以白色细丝的形式生长在腐烂的红树林叶子表面。使用一系列的技术,Volland和他的同事们试图描述它。虽然细菌通常只有在能放大100到1000倍的复合显微镜下才能看到,但这个长1厘米的细菌不用显微镜也能看到。而且,它的DNA不像其他细菌那样自由漂浮在细胞内,而是在膜结合结构中分隔开来,这是更复杂细胞的创新特征。

作者的分析表明,这些膜结合的隔间具有代谢活性,活性发生在整个细菌细胞长度,而不是仅在其生长尖端。有可能这种独特的空间组织和生物能量膜系统,表明了T. magnifica谱系的复杂性,可能使T. magnifica克服了通常与细菌相关的体积和大小限制。Levin在相关的评论文章中说,为什么这些生物体需要这么大是一个有趣的、悬而未决的问题,她还认为T. magnifica不太可能代表细菌细胞大小的上限。Levin写道:“细菌的适应性是无限的,而且总是令人惊讶的——永远不应该被低估。”

作者总结道:“这一发现表明,更大、更复杂的细菌可能隐藏在肉眼可见的地方。”

文章标题

A centimeter-long bacterium with DNA contained in metabolically active membrane-bound organelles



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