华丽硫珠菌(Thiomargarita magnifica)是一种硫氧化γ-变形菌,最初于加勒比海小安的列斯群岛
瓜德罗普美洲红树(
红树属 mangle)腐烂的树叶表面被发现。这种细菌长成细绳状,平均长度为10毫米,有些甚至可以长到20毫米,是目前为止发现的最大的细菌。华丽硫珠菌是第一个被发现以
真核生物的方式在膜结合的
细胞器中明确分离其遗传物质的细菌。其名称来源于其细胞内含有微小的硫粒子,使其呈珍珠般的光泽。华丽硫珠菌的发现者Olivier Gros最初认为其为真菌,但经过5年的研究,才发现其实是一种细菌。这种细菌的发现对于微生物学的研究具有重要意义。
华丽硫珠菌(Thiomargarita magnifica),是一种无需借助
显微镜就可用肉眼看到的、有史以来最大的细菌。它可长到2厘米,形如一根细绳,相当于花生或
苍蝇的大小,比许多其他微生物大5000倍。它是第一个、也是唯一一个被发现以
真核生物的方式在膜结合的
细胞器中明确分离其遗传物质的细菌。其
基因组非常庞大,有1100万个
碱基,其中包含约11000个可清晰区分的基因。
研究人员一直将生命分为两类:
原核生物和真核生物,前者包括细菌和被称为
古菌的
单细胞微生物,后者包括从酵母到人类在内的各种形式多细胞生命。原核生物具有自由漂浮的
脱氧核糖核酸,而真核生物则将它们的DNA包裹在
细胞核中。真核生物还将各种
细胞功能划分为称为细胞器的
囊泡,并能将分子从一个隔间移动到另一个隔间——这是原核生物无法做到的。
但是,此次新发现的微生物模糊了原核生物和
真核生物之间的界限:它是第一个被发现以真核生物的方式在膜结合的
细胞器中明确分离其遗传物质的细菌。
据发布在预印本数据库bioRxiv的相关论文,与大多数细菌不同,这种单细胞生物体包含两个膜囊,其中一个包含所有
脱氧核糖核酸,其DNA不是在细胞内自由漂浮,而是全部包裹在这个膜囊中;另一个囊中充满了水,占其总体积的73%,有助于保持细菌的
细胞内容物紧贴外
细胞壁,以便它需要的分子进出。这些囊被称为“pepins”,这个名字来自水果的核。
此外,研究人员对内部的DNA进行测序发现,其
基因组非常庞大,有1100万个
碱基,其中包含约11000个可清晰区分的基因。通常,细菌基因组平均大约有400万个碱基和大约3900个基因。
称为
核糖体的
蛋白质生产工厂也位于充满
脱氧核糖核酸的囊内,这可能使基因编码转化为蛋白质的效率更高。
日本九州工业大学计算生物学家竹本和弘表示,这种细菌不仅颠覆了人们关于微生物可变得多么庞大和复杂的观念,还“可能是复杂细胞进化过程中缺失的一环”。
大约2012年,法属安德列斯大学海洋生物学家奥利维尔·格罗斯在当地一片沼泽中偶然发现了这种奇怪的生物,它们在腐烂的
红树林树叶表面生长。经过5年的研究,奥利维尔·格罗斯和同事才发现这些有机体实际上是一种细菌。
2022年6月23日消息,科学家在法属海外省
瓜德罗普发现了长达2厘米的巨型细菌,是大多数细菌的约5000倍,形状和大小类似人类的睫毛,科学家将其命名为华丽硫珠菌。