Биологи нашли самые большие в мире бактерии

Клетки микробов, обитающих на листьях мангровых растений, могут вырастать до нескольких сантиметров и легко различимы невооруженным глазом.

Казалось бы, микроорганизмы по определению должны быть микроскопическими. Обычно это действительно так: средняя бактериальная клетка достигает всего пару микрометров, а самые крупные из них — 750 микрометров. Однако бактерия, обнаруженная учеными на мангровых растениях, в тысячи раз больше. Она образует вытянутые клетки длиной до пары сантиметров, нити которых видимы и невооруженным глазом. Их внутренняя структура отличается большой сложностью с отдельными элементами, характерными для клеток эукариот. Об этом рассказывается в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов bioRxiv.

Удивительная бактерия обнаруживается в мангровых лесах, произрастающих на побережье стран Центральной Америки и Карибского бассейна, и населяет поверхность гниющих листьев Rhizophora mangle. Используя различные методы микроскопии и окрашивания, Оливье Грос (Olivier Gros) и его коллеги продемонстрировали, что нити представляют собой индивидуальные длинные клетки, некоторые из которых достигают пары сантиметров в длину при диаметре около 100 микрометров. Это больше многих мелких насекомых.

©Volland et al., 2022

Внутренняя структура клеток оказалась крайне сложна для бактерий, так как напоминает «промежуточное звено» между клетками прокариот (бактерий, архей) и эукариот (грибов, растений и животных). В гигантских клетках ученые заметили пару крупных мембранных мешочков, в одном из которых заключена практически вся их ДНК, словно в ядре у эукариот. Геном тоже необычно велик: 11 миллионов пар оснований и около 11 тысяч идентифицируемых генов — в два-три раза больше, чем у типичной бактерии. Внутри той же мембранной структуры находится львиная доля рибосом клетки, которые тут же осуществляют синтез белков.

Второй клеточный мешок еще крупнее и заполнен водой с массой растворенных в ней веществ. Аналогичные структуры известны у гигантских серобактерий, Thiomargarita namibiensis и других, клетки которых окружены дополнительным слоем — толстым мембранным мешком, находящимся между мембраной и внешней клеточной стенкой и заполненным водой и растворенными в ней солями. Благодаря этому они достигают необычно больших размеров, хотя не таких, как бактерия из мангров.

У новых бактерий мембранный мешочек занимает более 70 процентов общего объема клетки. Ученые полагают, что она относится к той же группе больших серобактерий, и назвали ее Thiomargarita magnifica (с латыни это можно перевести как «крупнейшая серная жемчужина»). Самая большая из найденных клеток достигает двух сантиметров, хотя, по мнению биологов, в идеальных условиях и в отсутствие хищников они могут вырастать еще длиннее.