O nouă bacterie de dimensiunea și forma unei gene bate record de dimensiune

Agățate de resturile scufundate în pădurile de mangrove marine de mică adâncime din Caraibe franceze, organisme minuscule sub formă de fir – perfect vizibile cu ochiul liber – au câștigat titlul de cea mai mare bacterie cunoscută vreodată.

Măsurând în jur de un centimetru lungime, au aproximativ dimensiunea și forma unei gene umane, depășind concurența la 5.000 de ori dimensiunea bacteriilor de grădină și de 50 de ori dimensiunea bacteriilor considerate anterior gigantice. În termeni umani, este ca și cum ai întâlni pe cineva la fel de înalt ca Muntele Everest.

Olivier Gros, biolog la Universitatea Indiilor de Vest, a descoperit procariotele în 2009 văzându-le legănându-se ușor în apele sulfuroase ale mangrovelor din arhipelagul Guadelupei. Bacteriile se agață de frunze, ramuri, coji de stridii și sticle care s-au scufundat în mlaștina tropicală, a spus Gros în timpul unui briefing de presă.

El și colegii săi au crezut mai întâi că ar putea fi organisme eucariote complexe sau poate un lanț de organisme înrudite. Dar ani de cercetare genetică și moleculară au dezvăluit că fiecare lanț este, de fapt, o celulă bacteriană falnic, legată genetic de alte bacterii oxidante de sulf. „Desigur, a fost o surpriză”, a spus Jean-Marie Volland, microbiolog la Joint Genome Institute din Berkeley, California, în timpul briefing-ului.

Săptămâna aceasta, Gros și colegii săi au publicat un articol în Science care expune tot ce au învățat asupra bacteriilor noi și enorme, pe care le-au numit Candidatus (Ca.) Thiomargarita magnifica.

Descoperirile lor ne extind înțelegerea diversității microbiene în moduri microbiologii nu au crezut niciodată posibile. Oamenii de știință au emis anterior ipoteza că dimensiunea bacteriilor ar fi limitată de mai mulți factori, inclusiv lipsa sistemelor de transport intracelular, dependența de difuzia chimică ineficientă și raportul suprafață-volum necesar pentru a satisface cerințele energetice. Totuși, volumul unui single California. T. magnifica Celula este cu cel puțin două ordine de mărime mai mare decât maximul prezis pe care o bacterie îl poate atinge teoretic, a spus Volland.

Volland, Gros și colegii lor încă învață cum – și de ce exact –California. T. magnifica se ocupă de dimensiunea sa masivă. Dar până acum este clar că California. T. magnifica oxidează hidrogenul sulfurat din mediul său bogat în sulf și reduce nitrații. Aproximativ 75% din volumul celulei sale este un sac de nitrat stocat. Punga se lovește de învelișul celular, limitând adâncimea de care trebuie să difuzeze nutrienții și alte molecule.

În timp ce bacteriile tind să aibă ADN care plutește liber, California. T. magnifica pare să aibă mai mult de jumătate de milion de copii ale genomului său grupate în numeroase compartimente legate de membrană, pe care cercetătorii le-au numit sâmburi, după semințele mici din fruct. Distribuția semințelor pe marginile exterioare ale bacteriei ar putea permite producția localizată de proteine, eliminând astfel necesitatea transportului proteinelor pe distanțe lungi.

Următorul pas în studierea acestor bacterii uriașe este ca oamenii de știință să descopere cum să le crească în laborator. Până acum, cercetătorii au colectat noi exemplare din pădurile de mangrove de fiecare dată când acestea se epuizează. Dar asta a fost dificil pentru că par să aibă un ciclu de viață misterios sau o caracter sezonier. De două luni, Gros nu a reușit să găsească niciunul. „Nu știu unde sunt”, a spus el.