Thiomargarita magnifica: de grootste bacterie die het idee van prokaryoten uitdaagt 

Thiomargarita magnifica, de grootste bacteriën zijn geëvolueerd om complexiteit te verwerven en worden van eukaryote cellen. Dit lijkt het traditionele idee van een prokaryote uit te dagen.

Het was in 2009 toen wetenschappers een vreemde ontmoeting hadden met de microbiële diversiteit die in de natuur bestaat. Tijdens hun zoektocht naar zwaveloxiderende symbionten in zwavelrijke mangrovesedimenten in Guandeloupe, een eilandengroep in de zuidelijke Caribische Zee, kwam het onderzoeksteam enkele witte filamenten tegen die aan sedimenten vastzaten. Ze waren groot en hadden veel filamenten, dus de onderzoeker dacht aanvankelijk dat het een eukaryoot was, een onbekende filamenteuze fungus. Uit microscopisch onderzoek bleek echter dat het om enkele cellen ging, sommige zwaveloxiderende, 'macro'-microben. Als het schimmels waren, zou fylogenetische typering de 18S-rRNA-gensequentie moeten onthullen (een marker voor eukaryoot). Gensequencing onthulde echter de aanwezigheid van prokaryote marker 16S-rRNA, wat impliceert dat het monster een bacterie was, een lid van het geslacht Thiomargarita. Het werd genoemd Prachtige Thiomargarite (magnifica omdat het er schitterend uitzag).  

Dit is hoe de bacteriën T. magnifiek werd lang geleden ontdekt in 2009, maar de gedetailleerde cellulaire structuur en de gerelateerde informatie waren tot zeer recentelijk niet beschikbaar toen een paper met de titel ''Een centimeterlange bacterie met DNA in metabolisch actieve, membraangebonden organellen'' door Volland c.s. is gepubliceerd op 23 juni 2022 (de preprint-versie is op 22 februari 2022 geplaatst).  

Volgens deze studie is Thiomargarita magnifiek is een centimeter lange, enkele bacteriecel. in tegenstelling tot de meeste bacteriën waarvan de lengte ongeveer 2 micrometer is (sommige bacteriën kunnen wel 750 micrometer lang zijn), is de gemiddelde cellengte van Prachtige Thiomargarite groter is dan 9000 micrometer. Dit maakt ze de grootste bekende bacterie. Uiteraard is het met het blote oog duidelijk zichtbaar. Celgrootte van deze orde is zeer ongebruikelijk voor prokaryoten.   

Verder, T. magnifiek DNA is opgenomen in een nieuw type membraangebonden bacteriecelorganel. Dit is belangrijk omdat de verpakking van DNA binnen een membraangebonden compartiment in de cel wordt als een belangrijk kenmerk beschouwd eukaryoten. De auteurs hebben de naam voorgesteld pepin voor dit bacteriële celorganel dat genetisch materiaal bevat. Ook, T. magnifiek vertonen een hoog niveau van polyploïdie met een groot genoom. Gewoonlijk hebben prokaryoten geen interne membraangebonden organellen in de cel en hebben ze een kleine hoeveelheid genetisch materiaal. Ze vertonen ook geen dimorfe ontwikkelingscyclus die: T. magnifiek doet.  

Prokaryoten (bacteriën en de archaea) zijn meestal kleine eencellige organismen. Ze missen goed gedefinieerde kernen en andere organellen in de cellen. Ze hebben een relatief eenvoudige structuur. Zoals blijkt uit de bovengenoemde gerapporteerde kenmerken, T. magnifica lijkt te zijn geëvolueerd om een ​​hoog niveau van complexiteit te verwerven eukaryotisch cel. Dit lijkt het traditionele idee van prokaryoot in twijfel te trekken.   

*** 

Referenties:  

  1. Volland JM, c.s. 2022. Een centimeter lange bacterie met DNA in metabolisch actieve, membraangebonden organellen. WETENSCHAP. Gepubliceerd op 23 juni 2022. Vol 376, Issue 6600 pp. 1453-1458. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb3634 (Preprint bij bioRxiv. Een centimeter lange bacterie met DNA gecompartimenteerd in membraangebonden organellen. Geplaatst op 18 februari 2022. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423
  1. Berkeley Lab 2022. Gigantische bacteriën gevonden in mangroven op Guadeloupe dagen traditionele concepten uit. Nieuwsbericht Mediarelaties (510) 486-5183. 23 juni 2022. Online verkrijgbaar bij https://newscenter.lbl.gov/2022/06/23/giant-bacteria-found-in-guadeloupe-mangroves-challenge-traditional-concepts/  

*** 

(Erkenning: Prof. K. Vasdev voor de waardevolle input over fylogenetische karakterisering van bacteriën)  

Latest

Eerste geboorte in het VK na baarmoedertransplantatie met levende donor

De vrouw die als eerste een baarmoedertransplantatie met een levende donor onderging...

Qfitlia (Fitusiran): een nieuwe siRNA-gebaseerde behandeling voor hemofilie  

Qfitlia (Fitusiran), een nieuwe siRNA-gebaseerde behandeling voor hemofilie, heeft...

JWST's Deep Field Observations zijn in strijd met het kosmologisch principe

Diepveldwaarnemingen van de James Webb-ruimtetelescoop onder JWST...

Lange-keten koolwaterstoffen ontdekt op Mars  

Een analyse van een bestaand gesteentemonster binnen Sample Analysis bij...

Nieuwsbrief

Niet te missen

Hoe mannelijke octopussen voorkomen dat ze door vrouwtjes worden opgegeten  

Onderzoekers hebben ontdekt dat sommige mannelijke blauwgestreepte octopussen...

Meerdere sporen van dinosaurussen ontdekt in Oxfordshire

Er zijn meerdere sporen met ongeveer 200 dinosaurusvoetafdrukken gevonden...

De-extinctie en behoud van soorten: nieuwe mijlpalen voor de wederopstanding van de buidelwolf (Tasmaanse tijger)

Het in 2022 aangekondigde project voor het terugdringen van het uitsterven van de buidelwolf heeft...

Nobelprijs voor Geneeskunde 2024 voor de ontdekking van “microRNA en nieuw principe van genregulatie”

De Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde van 2024 is...

Fossielen van oude chromosomen met intacte 3D-structuur van uitgestorven wolharige mammoet  

Fossielen van oude chromosomen met intacte driedimensionale structuur behorend tot...
Umes Prasad
Umes Prasad
Redacteur, Scientific European (SCIEU)

Zouden synthetische embryo's het tijdperk van kunstmatige organen inluiden?   

Wetenschappers hebben het natuurlijke proces van de embryonale ontwikkeling van zoogdieren in het laboratorium gerepliceerd tot het punt van ontwikkeling van hersenen en hart. Gebruik makend van...

Onsterfelijkheid: menselijke geest uploaden naar computers?!

De ambitieuze missie om het menselijk brein op een computer te repliceren en onsterfelijkheid te bereiken. Meerdere onderzoeken tonen aan dat we ons een toekomst goed kunnen voorstellen waarin...

Moleculaire oorsprong van het leven: wat werd er eerst gevormd - eiwit, DNA of RNA of een combinatie daarvan?

'Verschillende vragen over de oorsprong van het leven zijn beantwoord, maar er moet nog veel worden bestudeerd', zeiden Stanley Miller en Harold Urey lang geleden in...