Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# La biologia# Microbiologia

Nuova specie Strigamonas Methylophilicida trovata in acqua dolce

Gli scienziati scoprono una nuova specie di batteri e le sue interazioni uniche.

― 5 leggere min


Scoperta una nuova specieScoperta una nuova speciedi batteriinterazioni batteriche uniche.Strigamonas methylophilicida mostra
Indice

I Patescibacteria sono un gruppo unico di batteri che di recente hanno attirato l'attenzione degli scienziati. Queste piccole forme di vita costituiscono una grande parte del totale di batteri trovati in vari ambienti, comprese le aree con molto poco ossigeno. I ricercatori hanno scoperto che i Patescibacteria non hanno gli strumenti usuali necessari per produrre molecole importanti come aminoacidi e grassi. Questo indica che probabilmente fanno affidamento su altri organismi per sopravvivere, agendo principalmente come ospiti piuttosto che come ospitanti.

Caratteristiche dei Patescibacteria

I Patescibacteria sono per lo più molto piccoli e spesso si attaccano a cellule più grandi. Questo ha portato gli scienziati a credere che vivano a stretto contatto con altri batteri, forse nutrendosi di loro senza ucciderli. Purtroppo, molti aspetti della loro biologia rimangono un mistero. Gli scienziati hanno identificato molti dei loro geni, ma non sanno ancora esattamente cosa facciano molti di essi. Di conseguenza, coltivare i Patescibacteria in laboratorio è diventato una priorità per capirli meglio.

Finora, solo poche specie di Patescibacteria sono state coltivate con successo in laboratorio. La prima di queste, chiamata Candidatus Nanosynbacter lyticus, è nota per attaccarsi a un altro batterio presente nella bocca umana. Sono state trovate anche altre specie, ma sembrano confermare che i Patescibacteria si affidano di solito ai loro ospiti per sopravvivere.

Nuova Scoperta: Strigamonas methylophilicida

Recentemente, gli scienziati hanno introdotto una nuova specie chiamata Strigamonas methylophilicida da piccoli sistemi d'acqua dolce vicino a Parigi. Questa specie è unica perché si attacca a un tipo specifico di batterio, arricchendo la comprensione dei Patescibacteria. Ha un genoma più grande rispetto ad altri Patescibacteria correlati, suggerendo che potrebbe avere alcune caratteristiche distintive che la differenziano.

Metodologia

Luoghi di Campionamento

I campioni d'acqua sono stati raccolti da due luoghi specifici, un piccolo ruscello e uno stagno a Parigi. I ricercatori hanno aggiunto metanolo all'acqua per incoraggiare la crescita di batteri specifici. Col tempo, hanno notato piccoli batteri che si attaccavano a cellule più grandi e mobili.

Tecniche di Arricchimento

Dopo l'osservazione iniziale, gli scienziati hanno utilizzato tecniche speciali per arricchire ulteriormente i campioni, ordinando i batteri con un metodo noto come separazione cellulare attivata da fluorescenza. Questo ha aiutato a isolare i Patescibacteria e i loro ospiti per ulteriori studi.

Tecniche di Studio

I ricercatori hanno utilizzato varie tecniche di microscopia per visualizzare i batteri. Hanno anche usato metodi di estrazione, amplificazione e sequenziamento del DNA per analizzare il materiale genetico.

Risultati

Scoperta del Consorzio

Dopo aver analizzato i campioni, gli scienziati hanno trovato una nuova relazione tra Strigamonas e il suo ospite batterico. Entrambi i tipi di batteri erano presenti nei campioni d'acqua, indicando una nuova interazione ecologica che non era stata documentata prima.

Informazioni sul Genoma

Il genoma di Strigamonas methylophilicida è stato trovato essere lungo circa 1,9 milioni di coppie di basi, notevolmente più grande della maggior parte dei Patescibacteria. Contiene molti geni unici, con una grande percentuale ancora non caratterizzata. Questo suggerisce che Strigamonas ha adattamenti speciali che le permettono di prosperare nel suo ambiente.

Caratteristiche Cellulari

Al microscopio, le cellule di Strigamonas mostravano strutture uniche e una piccola dimensione, rafforzando ulteriormente il suo ruolo come forma di vita peculiare che vive a stretto contatto con altri batteri. I ricercatori hanno anche notato la presenza di piccole particelle chiamate vescicole extracellulari, che non erano state precedentemente osservate nei Patescibacteria.

Interazione con gli Ospiti

Dettagli sull'Ospite

Strigamonas methylophilicida fa affidamento su batteri metilotrofici per nutrienti essenziali. La relazione sembra essere tale per cui Strigamonas si appropria di nutrienti mentre è saldamente attaccata al suo ospite. Gli scienziati credono che questo possa offrire vantaggi per entrambi i tipi di batteri.

Effetti sugli Ospiti

I risultati iniziali suggeriscono che Strigamonas potrebbe non dipendere solo dal suo ospite, ma potrebbe anche influenzare il comportamento dell'ospite. Questo solleva domande sui ruoli che i batteri giocano nei loro ambienti e su come interagiscono tra loro.

Associazione con Fagi

Una scoperta significativa associata a Strigamonas è stata l'identificazione di un jumbo phage che sembra colpire questa nuova specie. Questo fago ha un genoma grande e contiene molti geni che potrebbero alterare il comportamento e il metabolismo di Strigamonas e potenzialmente del suo ospite batterico.

Caratteristiche del Fago

Il jumbo phage ha una dimensione di circa 230 kilobasi e codifica per vari proteine che potrebbero aiutarlo a replicarsi, oltre a proteine che possono modificare le caratteristiche dell'ospite. Questo suggerisce un'interazione complessa in cui il fago influenza sia Strigamonas che il suo ospite.

Impatto sulle Interazioni

La presenza del fago introduce un ulteriore livello di complessità alla relazione tra Strigamonas e il suo partner batterico. Queste interazioni potrebbero portare a cambiamenti nel modo in cui questi batteri comunicano e funzionano all'interno dei loro ecosistemi.

Conclusione

La scoperta di Strigamonas methylophilicida e le sue connessioni con altri batteri evidenziano l'importanza di studiare forme di vita piccole e spesso trascurate. Comprendere queste interazioni può offrire spunti sulla complessità degli ecosistemi microbici. Anche se molto di questi microrganismi rimane sconosciuto, la ricerca in corso mira a rivelare ulteriori dettagli sul loro comportamento e sui loro ruoli ecologici.

Attraverso questi sforzi, gli scienziati sperano di dipingere un quadro più chiaro delle relazioni intricate tra batteri, i loro ospiti e i virus che interagiscono con loro. Questa conoscenza potrebbe avere implicazioni significative per la biologia, l'ecologia e la comprensione complessiva della vita a livello microscopico.

Fonte originale

Titolo: Tripartite interaction of a patescibacterial epibiont, a methylotrophic gammaproteobacterial host and a jumbo phage

Estratto: Patescibacteria form a very diverse and widely distributed phylum of small bacteria inferred to have an episymbiotic lifestyle. However, the prevalence of this lifestyle within the phylum and their host specificity remain poorly known due to the scarcity of cultured representatives. Here, we describe a tripartite interaction of a patescibacterium, its gammaproteobacterial host, and a patescibacterial phage based on metagenomic data and enrichment cultures from two shallow, geographically close, freshwater ecosystems. The patescibacterium, Strigamonas methylophilicida sp. nov., defines a new genus within the family Absconditicoccaceae. It grows as epibiont on cells of methanotrophic species of the gammaproteobacterial family Methylophilaceae. Strigamonas cells are tightly attached to the host, sometimes forming stacks that connect two host cells. Despite a surprisingly large genome (1.9 Mb) compared to many other patescibacteria, S. methylophilicida lacks many essential biosynthetic pathways, including the complete biosynthesis of phospholipids, amino acids, and nucleic acids, implying a dependence on the host to obtain these molecules. From metagenomes of these ecosystems, we identified and assembled the genome of a jumbo phage likely infecting the patescibacterium based on a CRISPR spacer match. Its large genome (230 kb) contained a wide gene repertoire, including genes probably involved in the modification of the Strigamonas metabolism and cell surface. By manipulating the patescibacterial phenotype during infection, the phage likely influences in turn the interaction of the patescibacterial epibiont with its methylotrophic host in a parasitic menage-a-trois. Our results confirm a prevalent episymbiotic lifestyle in Absconditicoccaceae and further suggest a clade-specific adaptation of these patescibacteria for gammaproteobacterial hosts.

Autori: David Moreira, F. Buderka, P. Lopez-Garcia, P. Deschamps, M. Krupovic, A. Gutierrez-Preciado, M. Ciobanu, P. Bertolino, G. David, L. Jardillier

Ultimo aggiornamento: 2024-07-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili