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发现:肉眼可见的细菌挑战了有关细菌细胞大小边界的流行观点

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

在加勒比红树林沼泽水域中沉没的叶子上,研究人员发现了一种细菌,其大小挑战了盛行的有关细菌细胞的观点;该研究的作者说,与微生物只能在显微镜下才能看到的观点相反,这种名为 Thiomargarita magnifica的细菌比所有其它已知的巨型细菌还要大~50倍;人们仅凭肉眼就能看见它们。它的结构也相当复杂,这也进一步挑战了有关细菌细胞的传统概念。Petra Anne Levin在一篇相关的《视角》中写道:“这一发现增加了大型硫磺细菌的种类,有助于破解限制细胞大小的因素之谜。”细菌通常被认为是微小的单个细胞,它们的细胞质中自由漂浮着DNA。然而,作为一个群体,它们常常会显示出惊人的多样性。在这项研究中,Jean-Marie Volland等人为这种多样性增添了内容:他们报告发现了一种可以生长到超越细菌细胞大小理论上限多个数量级的硫氧化菌,其复杂的膜组织可能通过规避典型的生物物理和生物能量限制而允许其生长到这样的大小。

 

        该细菌是在小安的列斯群岛瓜德罗普岛(Guadeloupe)的热带海洋红树林沼泽地浅层的腐烂红树林叶片表面被首次发现的,它以白色细丝的形式生长。Volland和同事利用一系列技术对其进行了表征。虽然细菌通常只有在能够放大100到1000倍的复合显微镜下才能看到,但这种长度达1厘米的细菌却可在没有显微镜的情况下被看见。而且,其DNA不是像其它细菌那样可在细胞内自由漂浮,而是在膜结合结构内被区隔,这是更复杂细胞中的一种创新的特征。作者的分析显示,这些膜结合隔室具有代谢活性,其活性出现在整个长度的细菌细胞中,而不只是处于其生长端。这种独特的空间架构和生物能膜系统(表明 Thiomargarita 谱系的复杂性增加)可能会使T. magnifica克服通常与细菌的大小和体积相关性限制。Levin在相关的《视角》中说,为什么这些细菌需要长到如此之大是一个迷人的开放性问题;她还表示,T. magnifica不太可能代表细菌细胞大小的上限。Levin写道:“…细菌具有无限的适应能力而且总是令人惊讶—永远不应低估它们。”作者断定:“这一发现表明,大型和更为复杂的细菌可能就隐藏在显而易见的地方。”


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