Биологи впервые изучили мельчайших бактерий на Земле, живущих в грунтовых водах. На снимках видно, что эти существа, достигшие предела миниатюризации, покрыты специальными выростами.
Об этом говорится в статье американских ученых из Калифорнийского университета, опубликованной в журнале Nature Communications.
Теоретики уже не первый год спорят о том, каким должен быть минимальный размер живой клетки, чтобы в нее поместились все органеллы, необходимые для сравнительно автономного существования. Чтобы поставить точку в этом вопросе, авторы статьи решили изучить нанобактерий, живущих в грунтовых водах штата Колорадо.
Исследователи процедили образцы через фильтр с диаметром ячей 0,2 микрона и заморозили собранный материал, изучив его с помощью криоэлектронного томографа. Методика позволила обнаружить множество мельчайших бактерий длиной около 300 нанометров. Средний объем бактерий вместе с клеточной стенкой составляет 0,009 кубических микрометра, а объем их цитоплазмы равен 0,005 кубическим микрометрам.
Как отмечают авторы статьи, примерно 150 таких бактерий уместятся внутри кишечной палочки Escherichia coli, которая сама не отличается крупными размерами. Поверхность «крошек» усеяна волосковидными выростами. Возможно, выросты помогают им передвигаться, однако более вероятно, что нанобактерии с их помощью обмениваются веществом со своими собратьями.
Дело в том, что геном нанобактерий не достигает и одного миллиона пар нуклеотидных оснований, так что в нем не закодированы некоторые ферменты, необходимые для протекания реакций обмена веществ. Поэтому не исключено, что этим «крошкам» приходиться вступать в симбиоз с другими микроорганизмами, чтобы получать от них недостающие органические соединения.
На некоторых снимкам видно, что нанобактерии делятся - это доказывает, что ученые имеют дело с нормальными активными организмами, а не с покоящимися стадиями (спорами). Судя по генетическим данным, нанобактерии являются представителями сразу трех различных групп - WWE3, OP11 и OD1 .
Исследователи насчитали у нанобактерий в среднем 34-59 рибосом, «фабрик» по производству белка. Одна рибосома занимает сферу диаметром 50-60 нанометров, а 40 плотно расположенных рибосом - около 0,002 кубических микрометров. Плотно свернутый геном «крошек» по объему равен 0,001 кубическому микрометру. Следовательно, в оставшиеся 0,002 кубических микрометров цитоплазмы у нанобактерий умещается всё остальное.
