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 פטריות. 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). עם זאת, ריצוף גנים גילה נוכחות של סמן פרוקריוט 16S rRNA, מה שמרמז שהדגימה היא חיידק, חבר בסוג Thiomargarita. זה נקרא בשם 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 DNA is contained in a novel type of membrane-bound bacterial cell organelle. This is significant because the packing of ה-DNA inside a membrane-bound compartment in the cell is considered to be important feature of 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 seems to have evolved to acquire high level of complexity becoming of a אוקיארוטי cell. This seems to challenge the traditional idea of prokaryote.
***
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)
