У клеток есть средний объем 0,009 кубических микронов (один микрон миллионный из метра). Приблизительно 150 из этих бактерий могли соответствовать в клетке кишечной палочки, и больше чем 150 000 клеток могли соответствовать на кончик человеческих волос.
Ученые сообщают о своих результатах пятница, 27 февраля в журнале Nature Communications.Разнообразные бактерии нашли в грунтовой воде и, как думают, довольно обыкновенные. Они также довольно странные, который не является удивлением, учитывая клетки, близко к и в некоторых случаях меньше, чем несколько оценок для более низкого предела размера жизни. Это является самым маленьким, клетка может быть и все еще приспособить достаточно материала, чтобы выдержать жизнь.
Бактериальные клетки плотно включали спирали, которые являются, вероятно, ДНК, очень небольшое количество рибосом, похожих на волосы придатков и упрощенного метаболизма, который, вероятно, требует, чтобы они полагались на другие бактерии для многих предметов первой необходимости жизни.Бактерии от трех микробных филюмов, которые плохо поняты.
Получение дополнительной информации об организмах от этих филюмов могло пролить свет на роль микробов в климате планеты, нашей поставке продовольствия и водоснабжении и других ключевых процессах.«Эти недавно описанные ультрамаленькие бактерии – пример подмножества микробной жизни на земле, о которой мы почти ничего не знаем», говорит Джилл Бэнфилд, Главный Ученый Способности в Подразделении наук о Земле Berkeley Lab и преподаватель УКА Беркли в отделах Земли и Планетарной Науки и Науки об окружающей среде, политики и управления.«Они загадочны. Эти бактерии обнаружены во многой окружающей среде, и они, вероятно, играют важные роли в микробных сообществах и экосистемах.
Но мы еще не полностью понимаем то, что делают эти ультрамаленькие бактерии», говорит Бэнфилд.Бэнфилд – co-corresponding автор Коммуникационной статьи Природы с Биргит Люф, бывшим постдокторским исследователем в группе Бэнфилда, которая является теперь в Норвежском университете естественных и технических наук, Тронхейм.«Нет согласия по тому, насколько маленький свободный живой организм может быть, и чем космические стратегии оптимизации могут быть для клетки в более низком пределе размера для жизни.
Наше исследование – значительный шаг в характеристике размера, формы и внутренней структуры ультрамаленьких клеток», говорит Луеф.Ученые намереваются изучать бактерии от филюмов, то отсутствие вырастило представителей. У некоторых из этих бактерий есть очень маленькие геномы, таким образом, ученые предположили, что сами бактерии могли бы также быть очень маленькими.Чтобы сконцентрировать эти клетки в образце, они фильтровали грунтовую воду, собранную в Rifle, Колорадо через последовательно фильтры меньшего размера, вниз к 0,2 микронам, который является размером, используемым, чтобы стерилизовать воду.
Получающиеся образцы были совсем не стерильны. Они были обогащены невероятно крошечными микробами, которые были вспышкой, замороженной к-272 градусам Цельсия в первой в своем роде портативной версии устройства, названного cryo ныряльщиком. Это гарантировало, что микробы не были ранены в их поездке от области до лаборатории.Замороженные образцы транспортировались в Berkeley Lab, где Luef, с помощью Луиса Комольи из Подразделения Наук о жизни Berkeley Lab, характеризовал размер клеток и внутреннюю структуру, используя 2-ю и 3D криогенную микроскопию электрона передачи.
Изображения также показали делящиеся клетки, указав, что бактерии были здоровыми и не мореными к неправильно небольшому размеру.Геномы бактерий были упорядочены в Совместном Институте Генома, Офисе САМКИ Научного Пользовательского Средства, расположенного в Уолнат-Крике, Калифорния, под руководством Сузанной Триндж. Геномы были приблизительно одним миллионом пар оснований в длине.
Кроме того, метагеномные и другие основанные на ДНК исследования образцов проводились в УКЕ Беркли, который нашел широкий диапазон бактерий от WWE3, OP11 и филюмов OD1.Эта комбинация инновационных полевых исследований и современной микроскопии и геномного анализа привела к наиболее полному описанию ультрамаленьких бактерий до настоящего времени.Среди их результатов: у Некоторых бактерий есть нитевидные придатки, названные канариумом филиппинским, который мог служить связями «жизнеобеспечения» с другими микробами. Геномные данные указывают, что бактерии испытывают недостаток во многих основных функциях, таким образом, они, вероятно, полагаются на сообщество микробов для критических ресурсов.
Ученые также обнаружили, сколько там должен все же узнать об ультрамаленькой жизни.«Мы не знаем функции половины генов, которые мы нашли в организмах от этих трех филюмов», говорит Бэнфилд.Ученые также использовали Продвинутый Источник света, Офис САМКИ Научного Пользовательского Средства, расположенного в Berkeley Lab, где Хой-Ин Холмань из Подразделения наук о Земле помог решить, что большинство клеток в образцах было бактериями, не Archaea.Исследование – значительный вклад в то, что известно об ультрамаленьких организмах.
Недавно, ученые оценили объем клетки морской бактерии на уровне 0,013 кубических микронов, но они использовали технику, которая непосредственно не измерила диаметр клетки. Есть также предшествующие электронные изображения микроскопии происхождения Archaea с объемами клетки всего 0,009 кубических микрона, подобные этим бактериям, включая результаты некоторых из тех же самых исследователей.
Вместе, результаты подчеркивают существование маленьких клеток с необычным и справедливо ограничили метаболические мощности в двух из трех главных ветвей древа жизни.