Коллектив исследователей из Франции и США рассказал об открытой ими бактерии рекордного размера. В то время как средняя длина бактерий — около двух микрометров, а самые крупные известные ранее бактерии достигают 750 микрометров, длина клеток Thiomargarita magnifica — более 9000 микрометров (9 миллиметров), так что бактерию прекрасно видно невооруженным глазом. Самые крупные образцы достигают длины даже до 20 миллиметров. Поперечное сечение вытянутой клетки составляет от нескольких десятков до 150 микрометров. «Эти бактерии примерно в 5000 раз крупнее большинства бактерий, — говорит ведущий автор работы Жан-Мари Воллан (Jean-Marie Volland). — Если представить ситуацию в масштабах нас, людей, это равносильно встрече с человеком, который был бы вышиной с Эверест».
Thiomargarita magnifica
© Jean-Marie Volland
Бактерия, по форме и размеру напоминающая ресницу, была впервые обнаружена в 2009 году в мангровых зарослях на побережье Гваделупы. На разлагающихся опавших листьях в воде был заметен налет, состоящий из полупрозрачных сантиметровых нитей. Из-за их размера ученые сначала думали, что нити представляют собой какой-то эукариотический организм.
Лишь в лаборатории исследователи с удивлением обнаружили, что в найденных клетках отсутствуют ядра и митохондрии, следовательно, этот организм относится к эукариотам. Основную часть бактериальной клетки занимает огромная вакуоль, наполненная водой. Вдоль клетки периодически расположены сужения, которые увеличиваются по мере приближения к одному из концов бактерии. В самом последнем из таких сужений бактериальная мембрана смыкается, чтобы от бактерии отпочковалась дочерняя клетка длиной около 0,2 мм. Оторвавшись от родительской клетки, дочерняя дрейфует в толще воды и, в конце концов, опускается на субстрат, где вырастает до обычных размеров.
В цитоплазме этой бактерии исследователи обнаружили множество гранул молекулярной серы. Как удалось установить, бактерия принадлежит к серофиксирующим бактериям, которые получают энергию, окисляя сероводород или другие соединения серы. Это позволяет бактерии обитать в бедных кислородом условиях среди разлагающихся в застойной воде растительных остатков.
Секвенирование генома показало, что найденная бактерия принадлежит к роду Thiomargarita. Все представители данного рода окисляют серу, и именно к нему относится обладатель прежнего рекорда по размерам среди бактерий — Thiomargarita namibiensis, обнаруженная в донных осадка залива Уолфиш-Бей на побережье Намбии в 1997 году (ее средний размер — 0,2 мм, а максимальный — 0,75 мм).
Расположение генетического материала в клетке Thiomargarita magnifica оказалось не менее удивительным, чем ее размер. В ее цитоплазме обнаружены тысячи крошечных органелл, окруженных липидной мембраной, в каждой из которых содержатся ДНК и рибосомы. Общий размер генома составляет 12 миллионов пар нуклеотидов, которые вмещают около 11 000 генов. По этому показателю Thiomargarita magnifica опережает большинство известных науке бактерий.
Огромное число копий генома внутри одной клетки помогает бактерии поддерживать необходимые жизненные процессы несмотря на внушительные размеры. Именно это позволило Thiomargarita magnifica преодолеть теоретические пределы размера для клеток прокариот. Ведь основным ограничивающим фактором для них оказывается скорость распространения нужных белков по всему объему клетки. Внутриклеточного транспорта, существующего у эукариот, у бактерий и архей нет, так что проникновение любых веществ происходит лишь благодаря диффузии, эффективность которой недостаточна в случае большого (больше нескольких микрометров) расстояния.
Статья опубликована в журнале Science
Источник: polit.ru
