Achromium oxaliferum - крупнейшая (известная) пресноводная бактерия в мире. Он в 30 000 раз крупнее своих «обычных» собратьев, обитающих в воде, и благодаря отложениям кальцита он виден невооруженным глазом. Давно известно - по крайней мере среди любителей бактерий - что некоторые серобактерии, такие как Achromium, могут быть чрезвычайно большими и могут содержать несколько копий генома. Но тот факт, что одна бактериальная клетка содержит сотни различных геномов, является новостью, в том числе и для поклонников бактерий.
Хотя Achromium oxaliferum известен уже более века, его физиология и генетические особенности остаются в значительной степени неизвестными. Группа исследователей из Института пресноводной экологии и рыболовства во внутренних водах им. Лейбница (IGB) и Университета Карла фон Осецкого в Германии, а также Оксфордского университета обнаружила, что отдельные клетки ахроматиума содержат до 300 пятен ДНК, каждое из которых имеет неопределенное количество ДНК. хромосомы. Одноклеточные геномы и метагеномный анализ показали, что многие хромосомы не являются идентичными копиями друг друга.
Новый рассвет для исследователей бактерий
Обычно образцы окружающей среды, такие как образцы воды или почвы, анализируются с использованием последовательностей ДНК/РНК. В этом процессе различные последовательности проливают свет на типы бактерий, содержащихся в образце. Если предположить, что полиплоидная бактерия определенного типа имеет несколько идентичных геномов, то количество различных типов бактерий в пробе воды будет равно количеству различных геномов. Однако, если образец также содержит Achromium или подобные полиплоидные бактерии, используемый до сих пор метод может привести к завышению истинного разнообразия. Там, где когда-то предполагалось 1000 различных типов бактерий, возможно, их всего 100 или меньше.
Всего несколько лет назад еще считалось, что одноклеточные организмы с несколькими копиями генома являются исключением. Между тем, однако, такие организмы все чаще «открывают». Таким образом, новое понимание Achromium oxaliferum может дать толчок к более тщательному изучению клеток с копиями генома от нескольких до сотен, чтобы установить, действительно ли они являются идентичными копиями.
Такой же, но другой
Когда клетка Achromium делится, геномы, вероятно, распределяются между дочерними клетками «случайным образом». Это случайное деление должно фактически привести к тому, что новые клетки станут все более непохожими. И все же, как Ахроматиум все же остается прежним? Сильное давление окружающей среды приводит к сохранению функциональности, обеспечивающей «выживание» ахроматиев: материнские клетки и дочерние клетки остаются одними и теми же организмами.