有史以来发现的最大细菌具有出乎意料的复杂细胞

一种生活在加勒比海地区的新细菌肉眼可见，可长到 2 厘米长——和花生一样长，比常见微生物大 5000 倍。这个“巨无霸”还有一个巨大的基因组，不像其它细菌基因组自由漂浮在细胞内，而是被包裹在一层薄膜之中，这是更复杂细胞（比如人体中的细胞）的新特征。上周发表的一篇预印本（PDF）论文描述了这种细菌，它让研究人员大为吃惊。九州工业大学的计算生物学家 Kazuhiro Takemoto 表示，除了颠覆微生物可以有多大和多复杂的观点之外，这种细菌“可能是复杂细胞演化中缺失的一环。” 长期以来，研究人员一直将生命分为两类：原核生物，包括细菌和被称为古细菌的单细胞微生物；真核生物，包括从酵母菌到大多数形式的多细胞生命（包括人类）。原核生物的 DNA 自由浮动，而真核生物将其 DNA 包裹在细胞核中。真核生物还将各种细胞功能划分为被称为细胞器的囊泡，可将分子从一个区室移动到另一个区室——这是原核生物做不到的。但新发现的微生物模糊了原核生物和真核生物之间的界限。研究人员在论文中报告说，该细胞包括两个膜囊，其中一个包含所有 DNA。研究生 Jean-Marie Volland 将这个膜囊称为细胞器，马萨诸塞大学阿默斯特分校的微生物学家 Verena Carvalho 表示这是“新的一大步”，意味着生命的两个分支并不像之前认为的不同。圣路易斯华盛顿大学的微生物学家 Petra Levin 对此表示赞同，“也许是时候重新思考我们对真核生物和原核生物的定义了！”“这是一个超酷的故事。” 另一个膜囊中充满了水，可能是细菌长得如此之大的原因。装载了 DNA 的膜囊也被挤压到这种细菌的内部边缘，这也被证明不寻常。当能源部联合基因组研究所的研究人员对内部的 DNA进 行测序时，他们发现该基因组非常庞大，有 1100 万个碱基，其中包含了大约 1.1 万个清晰可辨的基因。通常来说，细菌的基因组大约平均包含 400 万个碱基和大约 3900 个基因。通过用荧光标签标记 DNA，研究人员确定细菌基因组如此之大是因为相同的 DNA 片段有超过 50 万个拷贝。被称为核糖体的蛋白质生产工厂也位于载有 DNA 的膜囊之中，这可能使基因代码转化为蛋白质的效率更高。