Найдена самая большая бактерия. Она длиной с ресницу и не похожа ни на что, что мы когда-либо видели

Гигантская бактерия, обнаруженная в мангровом болоте в Карибском бассейне, является самой большой из когда-либо найденных, и теперь ученые считают, что они выяснили, как она выросла до таких огромных размеров. 

Этот вид бактерий, Thiomargarita magnifica, в 5 000 раз больше большинства бактерий и в 50 раз больше всех других известных гигантских бактерий. (Название Magnifica отсылает к латинскому слову "большой" и французскому слову "magnifique").

"Если говорить в контексте, то это все равно, что человеку встретить другого человека ростом с Эверест", - сказал морской биолог из Калифорнии Жан-Мари Волланд (Jean-Marie Volland), ведущий автор исследования.

Сантиметровый T. magnifica был обнаружен на одном из пышных, зеленых островов Гваделупы в 2009 году.

 
График, показывающий T. magnifica в масштабе. (Волланд и др., Наука, 2022)

В момент открытия профессор морской биологии Оливье Грос искал бактерии, использующие серу для получения энергии.

Однако, опрокинув образец болотной воды в чашку Петри, он увидел нечто очень странное. Тонкие, "вермишелеподобные" нити, видимые невооруженным глазом, стелились над листьями и грязью. 

Когда я увидел их, я подумал: "Странно", - сказал он. "Сначала я подумал, что это просто что-то любопытное, какие-то белые нити, которые нужно прикрепить к чему-то в осадке, например, к листу". 

Прошло более десяти лет, и несколько исследователей заглянули в микроскопы, чтобы изучить странных маленьких прокариотов.

Необычный организм был исследован с помощью флуоресценции, рентгеновских лучей, электронной микроскопии и секвенирования генома, чтобы ученые смогли подтвердить, что это на самом деле гигантская одноклеточная бактерия.

Сообщив о своих результатах сегодня в журнале Science, команда ученых выявила несколько любопытных механизмов, которые могут объяснить, как громоздкая бактерия раздвигает границы теоретически возможного в плане размеров. 

В отличие от более крупных многоклеточных организмов - эукариот, таких как мы, у которых в клетках есть закрытые мембраной органеллы, например, ядро - бактерии относятся к группе организмов, называемых прокариотами, которые традиционно считаются "нерасчлененными мешками ферментов" без внутренних мембран, отделяющих генетический материал. 

T. magnifica нарушает эту тенденцию, имея внутренние мембраны для хранения ДНК и рибосом.

Исследователи решили назвать эти крошечные бактериальные органеллы "пепинами" (отсылка к маленьким семенам, которые находятся внутри фруктов, таких как арбуз или киви).

"Поскольку T. magnifica разделяет свой генетический материал в мембранно-связанных органеллах, он бросает вызов нашему представлению о бактериальной клетке", - пишут авторы исследования.

Поскольку у T. magnifica больше внутренних мембран, она может распределять белковые машины, которые производят энергетическую валюту клеток - АТФ (аденозинтрифосфат). 

У других бактерий нет внутренних мембран, поэтому единственное место, где можно разместить машины, вырабатывающие АТФ (АТФ-синтазу), - это клеточная оболочка, в которую заключен весь организм. 

Поскольку эту энергию трудно транспортировать на большие расстояния, это ограничение ограничивает размер большинства клеток бактерий.

Другим ограничением большинства бактерий является то, что они должны иметь возможность удваиваться в объеме, чтобы разделиться пополам для размножения. 

В отличие от других бактерий, T. magnifica просто отделяет небольшую часть себя, чтобы создать дочернюю клетку, таким образом, преодолевая это ограничение. 

Геном T. magnifica намного больше, чем у других бактерий - 11 788 генов по сравнению с 3 935 генами у среднего прокариота. 

Генетический анализ выявил набор генов для окисления серы и фиксации углерода, что позволяет предположить, что T. magnifica полагается на хемоавтотрофию (она получает энергию за счет окисления химических веществ).

Хотя "предвзятость подтверждения, связанная с размером вируса, препятствовала открытию гигантских вирусов на протяжении более века", возможно, существуют и другие гигантские бактерии, "скрывающиеся на виду", заключили авторы.  

Эта работа была опубликована в журнале Science.