Bisher größte Bakterienart entdeckt

Das Riesenbakterium mit dem Namen Thiomargarita magnifica hat der Meeresbiologe Olivier Gros von der Universität der Antillen auf Guadeloupe im Schlamm der Mangrovenwälder entdeckt.

In einigen Gewässern wurden bereits große Bakterienarten entdeckt – aber keine erreichte die Ausmaße des kürzlich entdeckten Einzellers. Die größte bisher bekannte Bakterienart, Thiomargarita namibiensis, misst 750 Mikrometer und lebt am Meeresboden vor der Küste Namibias.

Bakterien können die unterschiedlichsten Formen haben: kugelförmig, als Stäbchen, in verzweigten Fäden oder zylinderartig. Sie besitzen keinen Zellkern. Gemeinsam ist den Einzellern, dass sie sich durch passive Diffusion ernähren, was nur eine begrenzte Zellgröße zulässt. Das neu entdeckte Riesenbakterium besitzt eine fadenförmige Struktur und kann bis zu einem Zentimeter lang werden.

Laboruntersuchungen mittels Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie sowie Röntgen-Tomographie bestätigten, dass es sich um ein Bakterium und nicht um einen mehrzelligen Organismus handelte.

Auch die Größe des Genoms von Thiomargarita magnifica ist eine Sensation: Es besitzt mit 11.788 proteinkodierenden Genen dreimal so viele wie herkömmliche Bakterien. Pro Millimeter besitzt das Erbgut etwa 36.880 Genkopien.

„Die Zahl der Genkopien liegt damit um eine Größenordnung höher als bei den anderen Riesenbakterien“, berichten die Forscher. „Thiomargarita magnifica hat die höchste je in einer Zelle gefundene Zahl von Genkopien.“

Doch das ist nicht die einzige Überraschung, welche die neu entdeckte Bakterienart bereithält. Die Forscher entdeckten unter dem Mikroskop, dass die DNA in einzelnen, mit Membranen abgegrenzten Bläschen untergebracht ist. Solch eine Kompartimentierung von Zellbestandteilen findet man eigentlich nur bei eukaryotischen Zellen. Die Forscher gaben den kleinen Organellen den Namen „Pepins“. Ein weiteres Kompartiment bildet eine große Vakuole im Zentrum der Zelle, drumherum befindet sich das Zytoplasma mit den Pepin-Bläschen, welche außer der DNA auch Ribosomen enthalten. 

Die Forscher vermuten, dass erst der Aufbau des Inneren der Bakterienzelle die Größe und den Stoffwechsel durch Diffusion ermöglicht hat. Die Forscher versprechen sich, weitere Erkenntnisse durch Erforschung der Pepins zu erhalten.

 „Wenn wir die Biologie, den Energiestoffwechsel und die Bildung, Rolle und Natur der Pepins näher erforschen, könnte uns dies helfen zu verstehen, wie sich biologische Komplexität entwickelt hat“, erklären Volland und sein Team. „Die Entdeckung von Thiomargarita magnifica deutet darauf hin, dass es von uns unbemerkt sogar noch größere und komplexere Bakterien geben könnte.“

Originalpublikation: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abb3634