Riesiges Bakterium entdeckt, das als erstes mit bloßem Auge sichtbar ist: "Es erreicht 2 Zentimeter, 5.000 Mal mehr als andere Bakterien" - Il Fatto Quotidiano

Riesiges Bakterium entdeckt, das als erstes mit bloßem Auge sichtbar ist: „Es erreicht 2 Zentimeter, 5.000 Mal mehr als andere Bakterien“ – Il Fatto Quotidiano

Es sieht aus wie eine Episode von Star Trek, in der die Besatzung des Raumschiffs Enterprise auf etwas stößt monströses Virus oder riesiges Bakterium. Und doch ist es die Natur, die uns wieder einmal mit einem seiner Wunder überrascht. Es wurde tatsächlich nur eine entdeckt und analysiert Riesenbakterium, die nicht droht, in Raumkapseln einzudringen, die aber dennoch Spaß macht bemerkenswerte und beeindruckende Eigenschaft, mit bloßem Auge sichtbar zu sein.Es ist 5.000 Mal größer als die meisten Bakterien. Um es zu kontextualisieren, wäre es wie ein Mensch so groß wie der Mount EverestSagte einer der Gelehrten, die das Superbakterium analysierten, Jean-Marie Volland, del Joint Genome Institute (JGI) des US-Energieministeriums (DOE). In der Ausgabe der Fachzeitschrift „Science“ vom 24. Juni 2022 beschreiben Volland und seine Kollegen die morphologischen und genomischen Besonderheiten dieser gigantisches fadenförmiges Bakterium, zusammen mit seinem Lebenszyklus. Bei den meisten Bakterien schwimmt die DNA frei im Zytoplasma ihrer Zellen. Diese kürzlich entdeckte Bakterienart hingegen hat eine „besser organisierte“ DNA.

„Die große Überraschung des Projekts war die Erkenntnis, dass diese in der Zelle verstreuten Kopien des Genoms tatsächlich in einer Struktur enthalten sind, die eine Membran hat“, sagte Volland. „UND das ist für ein Bakterium sehr unerwartet. „ Das Bakterium selbst wurde 2009 von Olivier Gros, Professor für Meeresbiologie an der Université des Antilles in Guadeloupe, entdeckt. Die Forschung von Gros konzentrierte sich auf marine Mangrovensysteme, und in diesem Zusammenhang wurde es erstmals entdeckt. Als ich das sah, dachte ich ‚seltsam‘“, sagt Gros, „zuerst dachte ich, es sei nur etwas Seltsames, weiße Fäden, die wie ein Blatt an irgendetwas im Sediment befestigt werden müssen.“ Im Labor führte Gros dann durch einige Studien in den nächsten zwei Jahren und erkannte, dass es eine war Prokaryot. Silvina Gonzalez-Rizzo, außerordentliche Professorin für Molekularbiologie an der Université des Antilles und Co-Erstautorin der in „Wissenschaft“, sequenzierte das 16S-rRNA-Gen, um den Prokaryoten zu identifizieren und zu klassifizieren. „Ich dachte, sie wären Eukaryoten; Ich dachte nicht, dass es Bakterien sind, weil sie so groß waren und anscheinend viele Filamente hatten “, sagte sie. „Wir erkannten, dass sie einzigartig waren, weil sie wie eine einzelne Zelle aussahen. Die Tatsache, dass es sich um eine „Makro“-Mikrobe handelte, war faszinierend! „Er verstand, dass es sich um ein Bakterium der Gattung Thiomargarita handelte“, bemerkte Gros. „Er nannte es Ca. Thiomargarita magnifica.“ „Großartig, weil magnus auf Latein groß bedeutet und ich denke, dass es genauso schön ist wie das französische Wort magnifique“, erklärte Gonzalez-Rizzo, der hinzufügte: „Diese Art von Entdeckung wirft neue Fragen zu bakteriellen Morphotypen auf.“ Volland war es Volland, der dank der Zusammenarbeit mit Gros an dem Projekt beteiligt war, begann am JGI mit der Untersuchung von Ca. T. magnifica, um besser zu verstehen, was dieses Bakterium in Mangroven macht: „Mangroven und ihre Mikrobiome sind wichtige Ökosysteme für den Kohlenstoffkreislauf Die Fläche, die sie im globalen Maßstab einnehmen, stellt weniger als 1 Prozent der weltweiten Küstenfläche dar. Aber wenn Sie sich die Kohlenstoffspeicherung ansehen, werden Sie das feststellen sie tragen 10-15 Prozent zum in Küstensedimenten gespeicherten Kohlenstoff bei“, sagte Tanja Woyke, die das JGI-Mikrobenprogramm leitet und eine der leitenden Autoren der „Wissenschaft„. Das Team untersuchte diese großen Bakterien auch im Hinblick auf ihre potenziellen Wechselwirkungen mit anderen Mikroorganismen.

Mit verschiedenen Mikroskopietechniken, wie zum Beispiel der Röntgentomographie, konnte Volland sichtbar machen ganze Filamente bis zu 9,66 mm lang und bestätigten, dass es sich tatsächlich um einzelne Riesenzellen und nicht um vielzellige Filamente handelte, wie es bei anderen großen Bakterien üblich ist. Er konnte auch die im Berkeley Lab, USA, verfügbaren Bildgebungseinrichtungen wie die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie und die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) nutzen, um Zellfilamente und Membranen detaillierter sichtbar zu machen. Diese Techniken ermöglichten es ihm, neue membrangebundene Kompartimente zu beobachten, die DNA-Cluster enthalten. Er hat diese Organellen „Pepins“ genannt. DNA-Cluster waren in Einzelzellen reichlich vorhanden. Wie Volland feststellte: „Diese Bakterien enthalten dreimal mehr Gene als die meisten Bakterien und Hunderttausende von Kopien des Genoms (Polyploidie), die sich in der gesamten Zelle ausbreiten.“ Das JGI-Team verwendete dann Einzelzellgenomik, um fünf der Bakterienzellen auf molekularer Ebene zu analysieren. Sie amplifizierten, sequenzierten und setzten die Genome zusammen. Parallel dazu verwendete das Labor von Gros auch eine als BONCAT bekannte Markierungstechnik, um Bereiche zu identifizieren, die an Aktivitäten zur Proteinherstellung beteiligt sind, was bestätigte, dass alle Bakterienzellen aktiv waren. „Dieses Projekt war uEine schöne Gelegenheit zu demonstrieren, wie sich einige der einfacheren Organismen entwickelt haben“, Sagte Shailesh Date, einer der leitenden Autoren des Artikels. „Eines der Dinge, die wir erkannt haben, ist das Es ist notwendig, die biologische Komplexität viel detaillierter zu betrachten und zu untersuchen, als dies derzeit der Fall ist. Organismen, die wir für sehr, sehr einfach halten, können also einige Überraschungen bereithalten.

Artikel von Gianmarco Pondrano Altavilla

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