一个研究小组在加勒比海沼泽沼泽的阴暗深处发现了一种独特的巨大和不寻常的细菌。Thiomargarita Magnifica，比大多数细菌大5,000倍，并且具有极为不寻常的细胞和基因组结构，这表明科学家还有更多了解微生物和不太微生物的世界。

该研究发表在科学。

Thiomargarita Magnifica的沼泽

奥利维尔·格罗斯（Olivier Gros）法国安特列斯大学（University of French Antilles）的一名教授，在加勒比红树林的浅水区挖掘了二十年的微生物。格罗斯在一次新闻发布会上说，这些类似沼泽的环境的特征是潮汐和大量有机物在沉积物中或在沉积物中积聚。”

虽然这些红树林的降解碎屑可能对人类而言是无宿口的，但它是许多微生物的自助餐，它们破坏了有机泥浆，产生硫化物，硫化物是一种强烈闻起来臭鸡蛋的化合物。十多年前，在红树林树的淹没根部扎根样品，格罗斯遇到了一条薄薄的白色细丝，上面贴着树木的凹陷叶。

格罗斯首先认为灯丝属于真核生物。这是明显的结论 - 细菌和真核生物是生活的两个不同领域。虽然将其遗传物质在膜包裹的核中隔离的真核生物可以生长到巨大的大小（真菌，植物和动物都是真核生物），但细菌平均约为2μm大小 - 远低于我们眼睛所看到的极限。

细菌，大约。在法国加勒比红树林中发现的Thiomargarita Magnifica是Thiomargarita属的成员。图片来源：Tomas Tyml

但是，凝视着他的显微镜，Gros无法识别任何核 - 该细胞的内部看起来更像是细菌。

pepins：其他的方面T. Magnifica的怪异

从这一点开始，T. Magnifica成为多年多级分析的主题，该主题表明细菌的陌生性并没有停止其大小。细胞的内部空间充满了含有DNA和核糖体的小细胞器 - 有助于处理DNA的结构。“这些隔室代表了我们命名的一种新型细菌生物pepins，这意味着法语，水果中的小种子。And this is an important observation because until now, the packing of the cell's DNA inside a membrane bound organelle was considered to be strictly limited to the eukaryotic cells,” said Jean-Marie Volland, Gros’s former graduate student and now a scientist at Lawrence Berkeley National Laboratory’s Laboratory for Research in Complex Systems.

尽管有让人联想到真核生物的结构，但DNA分析证实了T. Magnifica毫无疑问是细菌。但是，即使在遗传水平上，这种不寻常的微生物也令人惊讶。在能源部联合基因组学院工作的另一位合着者Tanja Woyke解释说，t magnifica1,200万基碱基对基因组在这种细菌的理由范围内非常重要，细菌基因组的副本数量不同。

基因组的这种重复称为多倍体。虽然人类在每个细胞中有两份我们的遗传物质副本（一个来自妈妈，一个来自爸爸），因此是二倍体，其他生物具有两组以上的遗传物质并不少见。一些小麦的杂种五翼型，有些草莓是脱皮片。最近，拥有十多份基因组的细菌已经发现。t magnifica有50万份。Woyke说，在六万亿个DNA基地的Woyke说。“这意味着T. Magnifica与人类细胞相比，与人类细胞相比，存储几个数量级的DNA。”她补充说。

大大的好处

T. Magnifica’S大小和复杂性是显而易见的。团队说，但是这些功能背后的原因尚不清楚。具有隔离的DNA可能允许T. Magnifica他们建议更好地控制其细胞功能。至于为什么生物体生长到如此庞大的大小，研究人员只能推测。一种动机可能是生存：“如果您长数百或数千倍比捕食者大，那么您的捕食者就无法消耗您，” Volland说。其他理论围绕着细菌在没有氧气和富氧水的红树林沉积物之间的界面上的独特位置。Volland说，也许成长为巨大的细丝，可以使细菌更好地利用其环境中存在的化学梯度。

大约的细丝。Thiomargarita Magnifica。Olivier Gros的图像

但是，团队清楚的一件事是T. Magnifica的细菌基因组和真核大小并不能使其成为这些生活领域之间缺失的联系。Volland说：“这些细菌，如果有任何进化，您知道，它们可能会在其自身的谱系中更高的复杂性，但它们并不是复杂记录的细胞的起源。”

沃兰德说，尽管如此，这种巨大而奇怪的细菌确实提出了很多有关我们对细菌复杂性的理解的问题。“也许它告诉我们的是，当我们考虑细菌时，我们可能有些偏见……因为对细菌的大多数微生物学研究都已在少数模型系统上进行，这些系统已被隔离并且易于培养在实验室。但是，实际上，细菌和古细菌以及一般的微生物都有令人难以置信的多样性，这些细菌和微生物很难找到或学习或培养。这告诉我们，我们可能还应该在路灯外面看。”

参考：Volland J，Gonzalez-Rizzo S，Gros，O等。具有代谢活性的膜结合细胞器中包含DNA的厘米长细菌。科学。2022; 276（6600）：1453-1458。doi：10.1126/science.ABB3634