史上最大のバクテリアを発見!
史上最大のバクテリアを発見! / Credit: Science – Largest bacterium ever discovered has an unexpectedly complex cell(2022)
fungi
Scientists are stunned by the discovery of the world’s largest bacterium. It’s the size of a fly https://www.zmescience.com/science/largest-giant-bacteria-3432/ Largest bacterium ever discovered has an unexpectedly complex cell https://www.science.org/content/article/largest-bacterium-ever-discovered-has-unexpectedly-complex-cells
Title: A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.16.480423v1.full.pdf

2022.02.25 Friday

肉眼で見える「超巨大バクテリア」を発見! 1円玉の直径と同じ全長2センチ

1676年に、オランダの科学者レーウェンフックがバクテリア(細菌)を発見したことで、微生物の存在が明らかになりました。

今日にいたるまで無数のバクテリアが見つかっており、顕微鏡でしか見えないミクロの世界に科学者たちは驚嘆しつづけています。

しかしこのほど、ローレンス・バークレー国立研究所(LBNL・米)、フランス国立科学研究所(CNRS)らの国際研究チームにより、肉眼で見える史上最大のバクテリアが発見されました。

カリブ海のマングローブ林に生息するこの糸状バクテリアは、全長2cmにもなり、1円玉の直径に相当

ほかの微生物の約5000倍で、単細胞生物の限界に挑んでいます。

査読前の論文が、2022年2月16日付で、生物学プレプリントリポジトリ『bioRxiv』に掲載されました。

「原核生物」と「真核生物」の境界線をこえる⁈

新たに発見された超巨大バクテリアは、研究チームにより「チオマルガリータ・マグニフィカ(Thiomargarita magnifica)」と命名されています。

T. マグニフィカの巨大さの秘密は、まったく例のない遺伝物質の配置にあるかもしれないという。

や古細菌などの単細胞生物は「原核生物」に、植物や動物のような多細胞生物は「真核生物」に分類されます。

両者の決定的な違いは、原核生物が細胞内を自由に動き回るDNAを持つのに対し、真核生物は細胞核の中にDNAをパッケージしていることです。

サイズ比較(一番右がT. マグニフィカ)
サイズ比較(一番右がT. マグニフィカ) / Credit: Jean-Marie Volland et al., biorxiv(2022)

ところが、T. マグニフィカは、他の細菌のように巨大なゲノムを細胞内に自由に浮遊させておらず、真核生物と原核生物の境界を曖昧にしています。

その代わりに、ゲノムは膜に包まれていました。

しかもT. マグニフィカは、1100万個の塩基が並び、1万1000個の遺伝子を形成していたのです。

一般的な細菌は、約400万個の塩基と約3900個の遺伝子を持ちます。

B:光学顕微鏡での拡大図、C:分節化された細胞の3Dレンダリング画像
B:光学顕微鏡での拡大図、C:分節化された細胞の3Dレンダリング画像 / Credit: Jean-Marie Volland et al., biorxiv(2022)

バクテリアなのに「細胞内が区分け」されている

また重要な点として、センチメートル単位におよぶフィラメントは、遺伝物質とリボソームが新しいタイプの”膜に包まれた細胞小器官(membrane-bound organelle)”に区分けされた、個々の細胞であることが示されました。

(※フィラメント:細菌類において、細胞分裂の異常で細胞が分裂せずに伸び続けて長くつながった状態)

5つの細胞から得られたゲノムの塩基配列を解析した結果、細胞分裂と細胞伸長のメカニズムが異なることが明らかになっています。

この驚くべき発見は、生物の2大分岐は結局のところ、それほど大きな違いはないことを示唆するものです。

T. マグニフィカは、10億年以上前に最も原始的な単細胞生物から複雑な生命がどのように進化したかを説明するミッシングリンクとなるかもしれません。

セントルイス・ワシントン大学(WS in St Louis)の微生物学者ペトラ・レヴィン(Petra Levin)氏は「真核生物と原核生物の定義を見直す時期に来ているのかもしれません」と指摘します。

硬貨と比較したT. マグニフィカ(白い部分がフィラメント)
硬貨と比較したT. マグニフィカ(白い部分がフィラメント) / Credit: Science – Largest bacterium ever discovered has an unexpectedly complex cell(2022)

複雑な生命体の起源は、生物学における最も重要な問題の一つですが、まだ明確な答えは得られていません。

ほとんどのバクテリアは小さく単純ですが、中には複雑で、革新的なメカニズムを備えているものもあります。

T. マグニフィカは後者の典型的な例で、大きなゲノムと巨大な細胞サイズ、そして前例のない膜内の遺伝物質の区分けを持っています。

また、踏みつけられたり食べられたり、風に飛ばされたり、波に流されたりしなければ、もっと大きく成長する可能性があるという。

チームは論文内で、こう記しています。

「T. マグニフィカはより高度に複雑な進化を遂げたバクテリアのリストに追加されました。

真核生物のように”膜に包まれた細胞小器官”で遺伝物質を明確に分離する、現在知られている最初で唯一の細菌となります。

つまるところ、この微生物は”バクテリア細胞(bacterial cell)”という新たな概念に挑戦しているのです」

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