【其他|迄今最大细菌挑战生物分类界限】
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图中硬币附近的白色线状物为Thiomargarita magnifica 。图片来源:《科学》
微生物顾名思义 , 十分微小 , 用显微镜才能看到 。
但近日 , 一项发表于预印本网站bioRxiv的研究 , 报道了一种生活在加勒比海红树林中的新细菌 , 它们是微生物中的“异类” , 其线状单细胞可长到2厘米长 , 大小是其他微生物的5000倍 。 人们用肉眼即可观察到它 。
更重要的是 , 这个微生物中的“巨人”拥有一个庞大的基因组 。 该基因组并非像其他的细菌基因组那样自由漂浮在细胞内 , 而是被包裹在一层膜中 , 这是复杂细胞才有的特征 。
日本九州工业大学计算生物学家Kazuhiro Takemoto指出 , 除了颠覆人们对微生物可以有多大、多复杂的认知外 , 这种细菌“可能是复杂细胞进化中缺失的一环” 。
据《科学》报道 , 长期以来 , 研究人员将生命分为原核生物(细菌等)和真核生物(酵母、人类等)两大类 。 前者的DNA自由漂浮在细胞内 , 而后者的DNA包裹在细胞核中 。 真核生物具有各种功能的细胞器 , 能通过囊泡将分子从一个细胞器传送到另一个细胞器 , 而原核生物做不到 。
但新发现的细菌模糊了原核生物和真核生物之间的界限 。
大约10年前 , 法国海洋生物学家Olivier Gros在沼泽中发现了一种奇怪的生物 , 它生长在受损的红树林叶片表面 , 呈细丝状 。 5年后 , Gros和同事才意识到这实际上是细菌 。 直到最近 , Gros的研究生Jean-Marie Volland试图描述该微生物特征后 , 他们才发现这种细菌有多么特别 。
这种细菌细胞中包括两个膜囊 , 其中一个包含了细胞的所有DNA , 另一个充满水 , 这个“水囊”大概占细菌总体积的73% 。
这种“水囊”可能是细菌长得如此大的原因 。 这种现象也出现在此前科学家发现的巨大细菌中 , 比如纳米比亚嗜硫珠菌 。 基于这种相似性以及相关基因分析 , 研究团队将新发现的细菌与大多数其他巨型微生物归于同一个属 , 并提议将其命名为Thiomargarita magnifica 。
该菌除了体形是现今细菌之最外 , 其基因组也十分庞大 。 研究人员通过对其膜囊中的DNA测序发现了1100万个碱基 , 组成约11000个清晰可辨的基因 。 而通常情况下 , 细菌基因组平均约有400万个碱基和约3900个基因 。
“细菌通常被认为是小型、简单、未进化的生命形式 。 ”澳大利亚蒙纳士大学微生物学家Chris Greening说 , 这一巨型细菌的发现表明 , 事实或许与人们所想的相去甚远 。 (徐锐)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423
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