باکتری باورنکردنی بزرگ که می توانید آن را بدون میکروسکوپ ببینید
باکتری باورنکردنی بزرگ که می توانید آن را بدون میکروسکوپ ببینید -یک مطالعه پیشگامانه بر روی باکتری غول پیکر Epulopiscium viviparus تولید انرژی منحصر به فرد آن را نشان می دهد که نویدبخش کاربردهای آینده در استفاده از جلبک است.
همه باکتری ها یکسان ایجاد نمی شوند.
بیشتر آنها تک سلولی و ریز هستند و طول آنها چند ده هزارم سانتی متر است. اما باکتری‌های خانواده Epulopiscium به اندازه‌ای بزرگ هستند که با چشم غیرمسلح دیده می‌شوند و 1 میلیون برابر حجم عموزاده‌های شناخته‌شده‌شان، E. coli هستند .
کشف و مطالعه یک باکتری غول پیکر
در مطالعه‌ای که اخیراً در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد ، محققان آزمایشگاه ملی کرنل و لارنس برکلی برای اولین بار ژنوم کامل یک گونه از خانواده غول‌ها را توصیف کردند که Epulopiscium viviparus نامیده‌اند .
استر آنگرت، پروفسور میکروبیولوژی در کالج کشاورزی و زندگی می‌گوید: «این باکتری غول‌پیکر باورنکردنی از بسیاری جهات منحصربه‌فرد و جالب است: اندازه عظیم، روش تولید مثل، روش‌هایی که نیازهای متابولیکی خود را برآورده می‌کند و موارد دیگر.» علوم، و نویسنده مسئول مطالعه. افشای پتانسیل ژنومی این ارگانیسم به نوعی ذهن ما را منفجر کرد.
زیستگاه و خصوصیات
اولین عضو از خانواده Epulopiscium در سال 1985 کشف شد. همه اعضای این گونه به صورت همزیستی در مجرای روده جراح ماهی های خاص در محیط های صخره های مرجانی دریایی گرمسیری، مانند دیواره مرجانی بزرگ و در دریای سرخ زندگی می کنند.
به گفته آنگرت، به دلیل اندازه غول‌پیکر آن، دانشمندان ابتدا بر این باور بودند که این یک نوع متمایز از تک یاخته‌ها است.
نام Epulopiscium از ریشه لاتین epulo به معنی “مهمان” و piscium “از ماهی” گرفته شده است.
در حالی که بیشتر باکتری‌ها با تقسیم کردن خود به نصف برای ایجاد دو فرزند، تکثیر می‌شوند، E. viviparus 12 نسخه از خود ایجاد می‌کند که در داخل سلول مادر رشد می‌کنند و سپس آزاد می‌شوند، “فعال و شناگر – viviparus به معنی “تولد زنده” است. عصبانیت گفت.
روش تحقیق
آنگرت که برای چندین دهه با زیست شناسان ماهی در ایستگاه تحقیقاتی جزیره Lizard در استرالیا برای جمع آوری و مطالعه همکاری کرده است، گفت : مطالعه این باکتری های غول پیکر مستلزم گرفتن ماهی هایی است که در آن زندگی می کنند و سلول ها را حفظ می کنند یا DNA و RNA را با حداکثر سرعت ممکن استخراج می کنند. نمونه ها.
بینش متابولیک
محققان به ویژه علاقه مند بودند که بدانند چگونه E. viviparus نیازهای متابولیکی شدید آن را تامین می کند.
باکتری هایی که از مواد مغذی در محیط خود تغذیه می کنند، به جای ایجاد انرژی خود از نور خورشید، به طور کلی در دو دسته قرار می گیرند: آنهایی که به اکسیژن دسترسی دارند و آنهایی که به اکسیژن دسترسی ندارند.
بدون اکسیژن، باکتری‌ها اغلب از تخمیر برای استخراج انرژی استفاده می‌کنند و آنگرت می‌گوید: «موجودات تخمیرکننده به اندازه کافی از مواد مغذی دریافت نمی‌کنند».
مشاهده این که E. viviparus واقعاً یک تخمیرکننده است، پازل را بزرگتر کرد، زیرا اندازه بزرگ، تولید مثل شدید و توانایی شنا کردن، همگی به انرژی بیشتر و نه کمتر نیاز دارند.
سازگاری های ژنتیکی و تولید انرژی
محققان کشف کردند که E. viviparus متابولیسم خود را تغییر داده است تا از محیط زیست خود به بهترین شکل ممکن استفاده کند، با استفاده از روشی نادر برای تولید انرژی و حرکت (همان روش شنا توسط باکتری های عامل وبا استفاده می شود) و با اختصاص یک روش عظیم.
بخشی از کد ژنتیکی آن برای ساخت آنزیم هایی است که می توانند مواد مغذی موجود در روده میزبان خود را جمع آوری کنند.
در میان آنزیم‌هایی که بیشترین تولید را دارند، آنزیم‌هایی هستند که برای ساخت ATP، ارز انرژی همه سلول‌ها، استفاده می‌شوند.
آنگرت گفت که یک غشای بسیار چین خورده که در امتداد لبه بیرونی E. viviparus قرار دارد ، فضای مهمی را برای پروتئین‌های تولیدکننده و انتقال‌دهنده انرژی، با برخی شباهت‌های شگفت‌انگیز به نحوه عملکرد میتوکندری در سلول‌های موجودات پیچیده‌تر فراهم می‌کند.
آنگرت گفت: «همه ما این جمله را می دانیم که میتوکندری ها نیروگاه سلول هستند، و به طرز شگفت انگیزی، این غشاها در E. viviparus به نوعی با همان مدل میتوکندری همگرا شده اند: آنها یک غشای بسیار چین خورده دارند که سطحی را افزایش می دهد که این پمپ های تولید انرژی می توانند کار کنند و این افزایش سطح باعث ایجاد نیروگاه انرژی می شود.
کاربردهای بالقوه و تحقیقات آینده
به گفته آنگرت ، این تحقیق پایه دارای کاربردهای بالقوه آینده است، به خصوص که E. viviparus چنین استراتژی های موثری برای استفاده از مواد مغذی موجود در جلبک ها دارد.
جلبک ها یک هدف رو به رشد برای خوراک دام، انرژی های تجدیدپذیر و تغذیه انسان هستند ، زیرا رشد آن با کشاورزی مبتنی بر زمین رقابت نمی کند.
مرجع: “شکل و عملکرد استثنایی باکتری غول پیکر Epulopiscium viviparus حول نیروی محرکه سدیم خود می چرخد» نوشته دیوید آر. سانینو، فرانسین آ. آرویو، چارلز پپ رانی، ونبو چن، ژان ماری وولاند، ناتالی اچ. الیزابت و استر آر. آنگرت، 18 دسامبر 2023، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم .
