Nieuwe bacteriën ter grootte en vorm van wimpers registreren bijna de grootte van wimpers

Zoom / bacteriën, Californië. Thiomargarita magnificaontdekt in de Franse mangroven in het Caribisch gebied, behoort tot het geslacht Thiomargarita.

Thomas Temel

Vastklampend aan ondergedompeld puin in ondiepe mariene mangrovebossen in het Franse Caribisch gebied, hebben draadachtige micro-organismen – perfect zichtbaar voor het blote oog – de titel van grootste bacterie ooit bekend verdiend.

Met een lengte van ongeveer een centimeter hebben ze ongeveer de grootte en vorm van een menselijke wimper, waarmee ze de concurrentie verslaan met ongeveer 5.000 keer de grootte van de diverse bacteriën in de tuin en 50 keer zo groot als de bacteriën die ooit als gigantisch werden beschouwd. In menselijke termen is dit alsof je iemand ziet die zo groot is als de Mount Everest.

Prokaryoten werden in 2009 ontdekt door Olivier Gross, een bioloog aan de Universiteit van de Antillen, en zagen dat ze zachtjes slingerden in zwavelrijke wateren tussen de mangroven van de Guadeloupe-archipel. Gross zei in een persconferentie dat de bacteriën zich vastklampten aan de bladeren, takken, schelpen van oesters en flessen die in het tropische moeras zonken.

Hij en zijn collega’s dachten aanvankelijk dat het misschien complexe eukaryoten waren of misschien een reeks verwante organismen. Maar jaren van genetisch en moleculair onderzoek hebben aangetoond dat elke streep in feite een torenhoge bacteriecel is, genetisch verwant aan andere zwaveloxiderende bacteriën. “Dat was natuurlijk een enorme verrassing”, zei Jean-Marie Voland, een microbioloog aan het Joint Genome Institute in Berkeley, Californië, op de persconferentie.

Gross en zijn collega’s hebben deze week gepost Een artikel in Science waarin alles wordt uitgelegd wat ze hebben geleerd Over de formidabele nieuwe bacteriën, die ze noemden Candidatus (Californië) Thiomargarita Magnifica.

Hun bevindingen vergroten ons begrip van microbiële diversiteit op manieren die microbiologen nooit voor mogelijk hadden gehouden. Wetenschappers veronderstelden eerder dat de grootte van bacteriën zou worden beperkt door verschillende factoren, waaronder een gebrek aan intracellulaire transportsystemen, een afhankelijkheid van inefficiënte chemische diffusie en de oppervlakte-tot-volumeverhouding die nodig is om aan de energiebehoeften te voldoen. Echter, de grootte van een Californië. T. Magnifica De cel is minstens twee keer een orde van grootte hoger dan het verwachte maximum dat de bacteriën theoretisch zouden kunnen bereiken, zei Volland.

Voland, Gross en collega’s leren nog steeds hoe – en precies waarom –Californië. T. Magnifica Beheert zijn enorme omvang. Maar tot nu toe is het duidelijk dat Californië. T. Magnifica Het oxideert waterstofsulfide uit zijn zwavelrijke omgeving en reduceert nitraten. Ongeveer 75 procent van het volume van de cel is een zak opgeslagen nitraat. De cyste verplettert tegen de celomhulling, waardoor de diepte waarop voedingsstoffen en andere moleculen moeten diffunderen, wordt beperkt.

Terwijl bacteriën meestal drijvend DNA hebben, Californië. T. Magnifica Het lijkt meer dan een half miljoen exemplaren van zijn genoom te hebben, gegroepeerd in verschillende membraangebonden compartimenten die de onderzoekers pipiens noemden, naar de kleine zaadjes in de vrucht. De verspreiding van pepinaten over de buitenste randen van de bacteriën zou lokale eiwitproductie mogelijk maken, waardoor het niet nodig is om eiwitten over lange afstanden te transporteren.

De volgende stap voor het bestuderen van deze gigantische bacteriën is dat wetenschappers uitzoeken hoe ze in laboratoria kunnen groeien. Momenteel verzamelen onderzoekers elke keer dat ze opraken nieuwe monsters uit de mangrovebossen. Maar dit was lastig omdat ze een dubbelzinnige of seizoensgebonden levenscyclus lijken te hebben. De afgelopen twee maanden heeft Gros er geen kunnen vinden. ‘Ik weet niet waar ze zijn,’ zei hij.