科學家發現了迄今為止世界上最大的細菌，是一種肉眼可見的絲狀生物體，大約有人類睫毛那麼大，長度接近一公分。該細菌被命名為 Thiomargarita magnifica（T. magnifica），通過將硫氧化來獲取能量以維持生命，並且比任何其他已知的細菌大 50 倍。T. magnifica 於 2009 年在加勒比海瓜德羅普島的紅樹林中首次被發現，海洋生物學家 Jean-Marie Volland 的研究隨後證實它是一種單細胞生物。
科學家發現解毒劑，能克服抗生素對腸道微生物群的附帶損害（基因線上國際版）研究結果上周於《科學》雜誌中發表，首次提出對這種非比尋常的細菌的見解。團隊發現，這些細胞可以通過特殊且複雜的生物學原理，以超過理論極限的數量級生長。T. magnifica 顯示出前所未有的多倍性，具有超過 50 萬個拷貝的超大基因組，並經歷了染色體不對稱分離到子細胞的雙態性生命週期。論文其中一位共同作者，來自勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科學家 Jean-Marie Volland 形容：「 這就像一個人遇見另一個像珠穆朗瑪峰一樣高的人。」
研究人員指出，伴隨著基因組材料的分室作用以及膜結合細胞器中的蛋白質合成，顯示 Thiomargarita 系的複雜性增加，並挑戰科學界對細菌細胞的傳統概念。
以獨特的遺傳特性克服生長限制
在其他細菌中，遺傳物質在細胞內自由移動，通常以環形染色體的形式存在。但是研究團隊發現在 T. magnifica 中，遺傳信息被儲存在幾十萬個名為 pepin 的膜結合細胞器中，當中每個均含有 DNA 以及負責轉譯 DNA 指令以製造蛋白質的核糖體。這些膜結合結構共同承載了多達 70 萬個拷貝的超大基因組，大量的基因組拷貝散佈在細胞內，支援分子機械和細胞生長的局部需求。
關於這種巨型細菌，尚有許多問題仍未得到解答，例如紅樹林具有大量的含硫分子和吃硫微生物的特殊棲息環境是否對這種細菌的存在至關重要？每個 pepin 到底儲存了多少份基因組？又是否都含有相同的遺傳物質、核糖體和蛋白質的組合？以及如此大型的基因組如何以一個整體形式運作？研究人員假設該基因組可能由編碼次級代謝的基因主導，這些基因與抗生素或生物活性化合物的生產有關。
研究人員認為，T. magnifica 的發現意味著尚有其他大型和更複雜的細菌有待發現。透過調查它們罕見的生物學特性、能量代謝以及 pepin 的確切作用和性質，將有助人類進一步瞭解生物複雜性的進化。
作者：Fujie Tham
編譯：Richard Chou
原文：Scientists Identify World Largest, Centimeter-Long Bacteria – GeneOnline News
參考資料:
- https://www.nature.com/articles/d41586-022-01757-1
- https://www.science.org/doi/10.1126/science.abb3634
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