Thiomargarita magnifica

videnskabelig klassifikation

Domæne:bakterieType:ProteobakterierKlasse:Gamma proteobakterierBestille:ThiotrichalesFamilie:ThiotrichaceaeSlægt:ThiomargaritaUdsigt:Thiomargarita magnifica

Internationalt videnskabeligt navn

Thiomargarita magnifica
Volland et al. 2022

Systematik
hos Wikispecies

Billedsøgning
på Wikimedia Commons

Thiomargarita magnifica (latin) er en art af marine gram -negative bakterier fra klassen Gamma-proteobacteria , der findes i mangroverne i Det Caribiske Hav . Denne bakterie, som er synlig for det blotte øje , er den største kendt af videnskaben og når 2 cm i længden og overgår mange insekter i denne parameter . Efter metabolismetype er T. magnifica en kemolitoautotrof . Cellerne i T. magnifica er meget polyploide og indeholder omkring 738 tusinde kopier af genomet . Opdeling i T. magnifica er asymmetrisk, spredningen af bakterien sker på stadiet af apikale knopper, gradvist adskilles fra en af enderne af modercellen .

Etymologi af navnet

Generisk navn Thiomargarita , afledt af andet græsk. theion - svovl og lat. margarita - en perle, afspejler det særlige ved cellernes udseende: de indeholder mikroskopiske svovlgranulat , der bryder lys, hvilket skaber indtryk af, at cellen skinner som en perle. Det specifikke epitet magnifica er oversat fra latin til storslået . Generelt overføres det videnskabelige navn som "en storslået svovlperle."

Bygning

Thiomargarita magnifica er den største bakterie kendt af videnskaben, synlig for det blotte øje, når en længde på 2 cm (bredden af disse celler spænder fra nogle få tiere mikrometer til omkring 150 mikrometer ). Tidligere blev den største bakterie betragtet som Thiomargarita namibiensis , hvis størrelse (diameter) ikke overstiger 0,75 mm. Morfologisk er cellerne i T. magnifica tæt på cellerne fra andre medlemmer af slægten Thiomargarita , der lever i dybhavskolde siver . I det meste af deres længde er T. magnifica -celler stavformede, men tættere på den apikale ende indsnævrer cellen sig og danner de såkaldte apikale knopper, som er adskilt fra resten af cellen af ufuldstændige skillevægge. T. magnifica - filamenter er normalt sammensat af flere celler og er glatte i form, fordi T. magnifica -celler ikke har en ekstracellulær slimhindematrix og ikke huser epibiotiske bakterier en] på deres overflade . Den gennemsnitlige længde af en spirende celle er 10 mm , med 1-4 stangformede apikale knopper, der tegner sig for cirka 0,21 mm. Undersøgelsen af strukturen af bakterier ved hjælp af elektronmikroskopi viste, at den gigantiske celle er blottet for indre septa . Kun modne apikale knopper, som er placeret helt i enderne af cellerne og er datterceller, er adskilt af en komplet septum. Dimensionerne af T. magnifica- celler er mange gange større end de teoretisk mulige dimensioner af prokaryote celler. Ifølge forfatterne til den første beskrivelse af bakterien blev dette muligt på grund af udviklingen af et komplekst system af indre membraner [1] .

Inde i T. magnifica -cellen er der en enorm vakuole , der optager omkring 70-80% af cellevolumenet. Cytoplasmaet skubbes til side til cellens periferi og er et tyndt lag omkring 3-4 mikrometer tykt. Cytoplasmaet indeholder adskillige vesikler på 2-3 μm i diameter, som er funktionelt svovlgranulat . Derudover indeholder cytoplasmaet membranindeslutninger med en diameter på omkring 1 μm, som indeholder bakteriens arvemateriale . Cellemembranen er udvendigt dækket af en tæt cellevæg [1] .

Genom

I modsætning til de fleste bakterier er genomet i T. magnifica ikke placeret direkte i cytoplasmaet som en del af nukleoidet , men er fordelt over membranvesiklerne nævnt ovenfor. Disse vesikler indeholder også ribosomer . Forfatterne af den første beskrivelse af T. magnifica foreslog at kalde disse membranstrukturer "pepins" ( engelsk pepins ). Pepiner er fordelt i hele cytoplasmaet og er en del af de apikale knopper. Kompartmentalisering af genomisk DNA og ribosomer i membranstrukturer er unik for T. magnifica og er endnu ikke beskrevet i andre bakterier [1] .

Som mange andre kæmpebakterier er T. magnifica meget polyploid. Der er omkring 37.000 kopier af genomet pr. millimeter celle, og en to-centimeter celle indeholder omkring 738.000 kopier af genomet, hvilket gør T. magnifica til den mest polyploide kendte bakterie. Genomerne af forskellige celler i den samme population er meget tæt på hinanden, graden af deres lighed er 99,5%. Således er populationer af T. magnifica , ligesom mange andre kæmpebakterier, genetisk homogene. Den samlede længde af genomet er 11,5-12,2 millioner basepar (bp), med en gennemsnitlig bakteriel genomstørrelse på 4-5 millioner bp. Genomet af T. magnifica omfatter 11788 gener , ved denne indikator omgår det nogle eukaryoter , såsom gæren Saccharomyces cerevisiae og skimmelsvampen Aspergillus nidulans [ 1] .

Metabolisme

En analyse af T. magnifica -genrepertoiret viste, at denne bakterie er en chemolithoautotrof og er i stand til at oxidere svovlforbindelser og autotrofisk carbonfiksering . Bakteriens genom indeholder stort set ingen gener, der er nødvendige for den dissimilerende og assimilerende reduktion af nitrat , så T. magnifica kan kun bruge nitrat som elektronacceptor i åndedrætskæden . Samtidig blev et stort antal gener forbundet med dannelsen af sekundære metabolitter identificeret i T. magnifica -genomet . Klynger af biosyntese -gener tegner sig for 25,9% af genomet, og de inkluderer mange gener, der koder for ikke- ribosomale peptidsyntaser og polyketidsyntaser . Forfatterne til beskrivelsen af bakterien foreslog, at T. magnifica producerer stoffer med antibiotisk aktivitet , hvilket forklarer fraværet af en epibiotisk mikrobiota i denne bakterie [1] .

Livscyklus

T. magnifica -genomet mangler mange gener, der koder for proteiner involveret i fissionsprocessen i prokaryoter , herunder nogle peptidoglycan - polymeraser : FtsA , ZipA, FtsE-FtsX, FtsI, FtsW og andre proteiner. Samtidig beholdt bakterien det fulde sæt af gener, der var nødvendige for celleforlængelse. Det er sandsynligt, at reduktionen i antallet af gener, der kræves til celledeling, kombineret med bevarelsen af gener involveret i celleforlængelse, ligger til grund for udseendet af T. magnifica kæmpeceller [1] .

Livscyklussen for T. magnifica er dimorf, hvor bakterien spredes i form af apikale knopper, der gradvist løsner sig fra enderne af enorme celler. Afsætning, de apikale knopper bliver gradvist til lange filamentøse celler. Således er division i T. magnifica asymmetrisk. På grund af asymmetrisk deling modtager apikale knopper kun en lille del af genomets kopier [1] .

Opdagelseshistorie

Omkring 2012 stødte Olivier Gros , en havbiolog ved University of the Antilles and Guiana (som blev opdelt i University of the French Antillers og University of Guyana i 2014 ) i Pointe-a-Pitre , på en mærkelig organisme, der voksede som tynde tråde på overfladen af nedbrydende mangroveblade af Rhizophora mangle- arten i en lokal sump . Først efter 5 år kom han og hans kolleger til den konklusion, at deres fund var bakterier. Det tog yderligere fem år at dybt studere de opdagede organismer og demonstrere deres kompleksitet endegyldigt. Det var først i 2022, at Jean-Marie Volland og kolleger offentliggjorde en mere omfattende beskrivelse af denne art [2] [1] .

Noter

↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Volland Jean-Marie , Gonzalez-Rizzo Silvina , Gros Olivier , Tyml Tomáš , Ivanova Natalia , Schulz Frederik , Goudeau Danielle , Elisabeth Nathalie H , Nath Nandita , Udstrom Re- Daniel R , Mal Rontani Chantal , Bolte-Kluge Susanne , Davies Karen M , Jean Maïtena R , Mansot Jean-Louis , Mouncey Nigel J , Angert Esther , Woyke En centimeterlang bakterie med DNA opdelt i membranbundne organeller Date Shailesh V.,Tanja . - 2022. - 18. februar. - doi : 10.1101/2022.02.16.480423 .
↑ Den største bakterie, der nogensinde er opdaget, har en uventet kompleks celle // AAAS Articles DO Group. - 2022. - 23. februar. - doi : 10.1126/science.ada1620 .