August 8, 2022

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Neue Bakterien Größe und Form der Wimpern nehmen fast die Größe der Wimpern auf

Neue Bakterien Größe und Form der Wimpern nehmen fast die Größe der Wimpern auf
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Zoomen / Bakterien, Ca. Die wunderbare Thiomargaritaentdeckt in den französischen Mangroven in der Karibik, gehört zur Gattung Thiomargarita.

Thomas Temel

Fadenförmige Mikroorganismen, die sich an untergetauchten Trümmern in flachen Mangrovenwäldern in der französischen Karibik festklammern und mit bloßem Auge perfekt sichtbar sind, haben sich den Titel der größten jemals bekannten Bakterien verdient.

Mit etwa einem Zentimeter Länge haben sie ungefähr die Größe und Form einer menschlichen Wimper und schlagen die Konkurrenz um etwa das 5.000-fache der Größe der vielfältigen Bakterien des Gartens und das 50-fache der Größe der Bakterien, die einst als Riesen galten. Aus menschlicher Sicht ist das so, als würde man einen Menschen sehen, der so groß ist wie der Mount Everest.

Ansichten von Probenahmestellen zwischen Mangroven im Archipel von Guadeloupe in der französischen Karibik, April-Mai 2022.
Zoomen / Ansichten von Probenahmestellen zwischen Mangroven im Archipel von Guadeloupe in der französischen Karibik, April-Mai 2022.

Pierre-Yves Pascal

Prokaryoten wurden 2009 von Olivier Gross, einem Biologen an der Universität der Antillen, entdeckt und beobachteten, dass sie sanft in schwefelreichen Gewässern zwischen den Mangroven des Archipels von Guadeloupe schwangen. Gross sagte in einer Pressekonferenz, dass sich die Bakterien an den Blättern, Ästen, Schalen von Austern und Flaschen festhielten, die im tropischen Sumpf versanken.

Er und seine Kollegen dachten zunächst, sie könnten komplexe Eukaryoten oder vielleicht eine Reihe verwandter Organismen sein. Aber Jahre der genetischen und molekularen Forschung haben gezeigt, dass jeder Streifen tatsächlich eine hoch aufragende Bakterienzelle ist, die genetisch mit anderen schwefeloxidierenden Bakterien verwandt ist. „Das war natürlich eine große Überraschung“, sagte Jean-Marie Voland, Mikrobiologe am Joint Genome Institute in Berkeley, Kalifornien, auf der Pressekonferenz.

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Gross und seine Kollegen haben diese Woche gepostet Ein Artikel in Science, der alles erklärt, was sie gelernt haben Über die beeindruckenden neuen Bakterien, die sie benannten Candidatus (Kalifornien) Thiomargarita.

Ihre Ergebnisse erweitern unser Verständnis der mikrobiellen Vielfalt auf eine Weise, die Mikrobiologen nie für möglich gehalten hätten. Wissenschaftler stellten zuvor die Hypothese auf, dass die Größe von Bakterien durch mehrere Faktoren begrenzt wäre, darunter ein Mangel an intrazellulären Transportsystemen, eine Abhängigkeit von ineffizienter chemischer Diffusion und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, das zur Deckung des Energiebedarfs erforderlich ist. Allerdings die Größe von einem Kalifornien. T. magnificus Die Zelle sei mindestens zweimal eine Größenordnung höher als das erwartete Maximum, das die Bakterien theoretisch erreichen könnten, sagte Volland.

Voland, Gross und Kollegen lernen immer noch, wie – und warum –Kalifornien. T. magnificus Verwaltet seine schiere Größe. Aber bisher ist das klar Kalifornien. T. magnificus Es oxidiert Schwefelwasserstoff aus seiner schwefelreichen Umgebung und reduziert Nitrate. Etwa 75 Prozent des Zellvolumens ist ein Beutel mit gespeichertem Nitrat. Die Zyste drückt gegen die Zellhülle und begrenzt die Tiefe, in der Nährstoffe und andere Moleküle diffundieren müssen.

Während Bakterien dazu neigen, schwebende DNA zu haben, Kalifornien. T. magnificus Es scheint mehr als eine halbe Million Kopien seines Genoms zu haben, die in mehrere membrangebundene Kompartimente gruppiert sind, die die Forscher nach den winzigen Samen in der Frucht Pipiens nannten. Die Verteilung von Pepinaten über die äußeren Ränder der Bakterien könnte eine lokale Proteinproduktion ermöglichen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Proteine ​​über große Entfernungen zu transportieren.

Der nächste Schritt zur Untersuchung dieser riesigen Bakterien besteht darin, dass Wissenschaftler herausfinden, wie sie in Labors gezüchtet werden können. Derzeit sammeln Forscher jedes Mal neue Proben aus den Mangrovenwäldern, wenn sie zur Neige gehen. Dies war jedoch schwierig, da sie einen mehrdeutigen oder saisonalen Lebenszyklus zu haben scheinen. In den letzten zwei Monaten konnte Gros keine finden. „Ich weiß nicht, wo sie sind“, sagte er.