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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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