Thiomargarita magnifica, החיידקים הגדולים ביותר התפתחו כדי לרכוש מורכבות, והפכו לתאים אוקריוטיים. נראה שזה מאתגר את הרעיון המסורתי של פרוקריוט.
It was in 2009 when scientists had a strange encounter with microbial diversity that exists in the nature. While looking for sulfur-oxidising symbionts in sulfur-rich mangrove sediments in Guandeloupe , an island group in the southern Caribbean Sea, the research team came across some white filaments attached to sediments. They were big with lot of filaments so the researcher initially thought them to be a eukaryote, some unknown filamentous fungi. However, microscopy studies indicated they were single cells, some sulfar-oxidising, ‘macro’ microbes. If they were fungi then phylogenetic typing should reveal 18S rRNA gene sequence (a marker for אוקריוטה). However, gene sequencing revealed presence of prokaryote marker 16S rRNA implying the sample was a bacterium, a member of the genus Thiomargarita. It was named Thiomargarite מפואר (מגניפיקה כי זה נראה מפואר).
ככה החיידקים T. magnifica התגלה כבר ב-2009, אך המבנה הסלולרי המפורט והמידע הקשור לא היו זמינים עד לאחרונה, כאשר מאמר שכותרתו ''חיידק באורך סנטימטר עם DNA הכלול באברונים פעילים מבחינה מטבולית הקשורים לקרום'' מאת וולנד ואח' פורסם ב-23 ביוני 2022 (הגרסה המוקדמת פורסמה ב-22 בפברואר 2022).
על פי מחקר זה, Thiomargarita magnifica הוא תא חיידקי יחיד באורך סנטימטר. בניגוד לרוב החיידקים שאורכם הוא כ-2 מיקרומטר (חלק מהחיידקים עשויים להיות ארוכים עד 750 מיקרומטר), אורך התא הממוצע של Thiomargarite מפואר הוא גדול מ-9000 מיקרומטר. זה הופך אותם לחיידק הגדול ביותר הידוע. ברור שזה נראה בבירור בעין בלתי מזוינת. גודל תא בסדר זה הוא מאוד לא אופייני לפרוקריוטים.
יתר על כן, T. magnifica ה-DNA כלול בסוג חדש של אברון תא חיידקי הקשור לממברנה. זה משמעותי מכיוון שהאריזה של DNA בתוך תא הקשור לממברנה בתא נחשבת לתכונה חשובה של אקריוטים. המחברים הציעו את השם מלפפון חמוץ עבור אברון תא חיידקי זה המכיל חומר גנטי. גַם, T. magnifica להציג רמה גבוהה של פוליפלואידה עם גנום גדול. בדרך כלל, לפרוקריוטים אין אברונים פנימיים הקשורים לממברנה בתוך התא ויש להם כמות קטנה של חומר גנטי. הם גם אינם מציגים מחזור התפתחותי דימורפי אשר T. magnifica עושה.
פרוקריוטים (חיידקים וארכיאה) הם בדרך כלל אורגניזמים חד-תאיים קטנים. חסר להם גרעין מוגדר היטב ואברונים אחרים בתאים. יש להם מבנה פשוט יחסית. כפי שעולה מהתכונות שדווחו לעיל, T. magnifica נראה שהתפתחה לרמת מורכבות גבוהה והפכה לתא איקריוטי. נראה שזה מאתגר את הרעיון המסורתי של פרוקריוט.
***
הפניות:
- Volland JM, ואח' 2022. חיידק באורך סנטימטר עם DNA הכלול באברונים פעילים מבחינה מטבולית הקשורים לקרום. מַדָע. פורסם ב-23 ביוני 2022. כרך 376, גיליון 6600 עמ' 1453-1458. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb3634 (הדפסה מוקדמת ב-bioRxiv. חיידק באורך סנטימטר עם DNA מחולק באברונים הקשורים לקרום. פורסם ב-18 בפברואר 2022. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423)
- מעבדת ברקלי 2022. חיידקי ענק שנמצאו בגוואדלופ המנגרובים מאתגרים את המושגים המסורתיים. מהדורת חדשות קשרי מדיה (510) 486-5183. 23 ביוני 2022. זמין באינטרנט ב https://newscenter.lbl.gov/2022/06/23/giant-bacteria-found-in-guadeloupe-mangroves-challenge-traditional-concepts/
***
(תודה: פרופ' ק' וסדב על הקלט החשוב על אפיון פילוגנטי של חיידקים)
