Bakterie oscylujące wokół dolnej granicy wielkości życia
Sfotografowano ultramałe bakterie, zbliżające się do dolnej granicy wielkości życia. O ich istnieniu dyskutowano już od 20 lat, ale aż do teraz nie sporządzono opisu genetyczno-mikroskopowego. Ich średnia objętość wynosi 0,009 mikrometra sześciennego, co oznacza, że wewnątrz pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) zmieści ok. 150, a na czubku ludzkiego włosa ponad 150 tys. tych organizmów.
W wodzie gruntowej zaobserwowano różnorodne bakterie. Zdaje się, że są one dosyć częste i zbliżają się do dolnej granicy życia, czyli minimalnej wielkości, przy której komórka jest w stanie nadal pomieścić wszystkie elementy konieczne do podtrzymania życia. W bakteriach mieszczą się ściśle upakowane spirale, przypuszczalnie DNA, a także nieznaczna liczba rybosomów. Na komórce są widoczne pile - wolne w środku "włoski" komórkowe, pełniące kluczową rolę podczas koniugacji. Metabolizm jest bodaj istotnie ograniczony i dane genetyczne pokazują, że by zrealizować pewne zadania, bakterie muszą bazować na innych bakteriach.
Jak zaznaczają twórcy publikacji z Nature Communications, bakterie zaliczają się do 3 niedostatecznie poznanych taksonów. Są zagadkowe. Odnaleziono je w wielu środowiskach i prawdopodobnie odgrywają znaczącą rolę w społecznościach bakteryjnych i ekosystemach. Dotychczas nie pojęto w pełni, czym się zajmują, stwierdził prof. Jill Banfield z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley (UCB).
Naukowcy nie zgadzają się w następującej kwestii: jak mały wolno żyjący organizm może być i z jakich strategii optymalizacji przestrzeni korzystają wtedy komórki. Badanie to jest istotnym krokiem w kierunku opisania rozmiaru, kształtu oraz wewnętrznej budowy ultramałych komórek. Dopowiedział dr Birgit Luef.
Grupa z UCB i Lawrence Berkeley National Laboratory rozpoczął analizę bakterii z niehodowanych taksonów. Pewne mają znikome rozmiary genomów, z tego powodu naukowcy założyli, że cechują je rówież niewielkie rozmiary. Aby zgromadzić je w próbce, wodę gruntową z Rifle w stanie Kolorado przepuszczano przez coraz mniejsze filtry, aż do 0,2 μm. Ostatnie stosuje się do sterylizacji wody, testy nie były wcale wyjałowione. Za pomocą przenośnego urządzenia mikroorganizmy są momentalnie schłodzone do -272 stopni Celsjusza. Na skutek tego było wiadomo, że ulegną defektom w trakcie transportu do laboratorium.
Zmrożone testy dostarczono do Berkeley Lab, tam naukowcy przedstawili rozmiar i strukturę wewnętrzną komórek, używać elektronową kriomikroskopię 2D i 3D. Zdjęcia ukazały też dzielące się komórki, co świadczy, że bakterie były zdrowe i nie uległy prze głodzenie zmniejszeniu do nietypowo małych gabarytów. Genomy grupowano w Joint Genome Institute. Susannah Tringe określiła, że ich długość dochodziła do ok. 1 mln par zasad. Kolejne analizy m.in. metagenomiczne, zaprezentowały, że bakterie zaliczały się do 3 taksonów: WWE3, OP11 oraz OD1.
Banfield zaznaczył nie została poznana funkcja połowy genów znalezionych w organizmach z tych 3 taksonów.
Niedawno akademicy ocenili wielkość komórki pewnej morskiej bakterii na 0,013 mikrometra sześciennego, ale zastosowali technikę, która nie mierzy bezpośrednio średnicy komórki. Dostępne są też wcześniejsze zdjęcia z mikroskopu elektronowego archeanów z komórkami wielkości 0,009 mikrometra sześciennego. Według badaczy, wskazuje to, że minimalne organizmy z umiarkowanymi funkcjami metabolicznymi reprezentują dwie z trzech domen.
Źródło: Lawrence Berkeley National Laboratory
Tagi: bakterie, zycie, mikroskop, Escherichia coli, rybosom, DNA
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje