新種のストリガモナス・メチロフィリシダが淡水で発見された
科学者たちが新しい細菌の種とそのユニークな相互作用を発見した。
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目次
パテスキバクテリアは最近サイエンティストたちの注目を集めているユニークなバクテリア群。これらの小さな生命体は、非常に低酸素の環境を含むさまざまな場所に存在するバクテリアの大部分を占めている。研究者たちは、パテスキバクテリアがアミノ酸や脂肪のような重要な分子を作るために必要な通常のツールを持っていないことを発見した。これは彼らが生存のために他の生物に依存している可能性が高いことを示していて、主にホストというよりゲストとして存在しているみたい。
パテスキバクテリアの特徴
パテスキバクテリアはほとんどがすごく小さく、大きな細胞にくっついていることが多い。このため、科学者たちは彼らが他のバクテリアと密接に生きていて、殺さずにそれらから栄養を取っているのかもしれないと考えている。残念ながら、彼らの生物学的な多くの側面はまだ謎のまま。科学者たちは多くの遺伝子を特定したが、その多くが何をしているのか完全にはわからない。だから、パテスキバクテリアをラボで育てることが、彼らを理解するための優先事項になっている。
今のところ、ラボで成功裏に育てられたパテスキバクテリアの種はほんの少し。最初に培養されたのは「カンディダトゥス・ナノシンバクター・リティカス」というもので、人間の口の中に見られる別のバクテリアにくっつくことで知られている。他の種も見つかっているけど、パテスキバクテリアが通常ホストに依存していることを確認する結果になっているみたい。
新しい発見:ストリガモナス・メチロフィリシダ
最近、パリ近くの小さな淡水系から「ストリガモナス・メチロフィリシダ」という新しい種が紹介された。この種は特定のタイプのバクテリアにくっつく独特なもので、パテスキバクテリアの理解を深めるのに貢献している。関連するパテスキバクテリアと比べて大きなゲノムを持っていて、何か特異な特徴を持っているかもしれないことを示唆している。
方法論
サンプリング場所
パリの小さな小川と池から水サンプルを集めた。研究者たちは特定のバクテリアの成長を促すために水にメタノールを加えた。時間が経つにつれて、小さなバクテリアが大きな動く細胞に付着しているのが見えた。
エンリッチメント技術
最初の観察の後、科学者たちは特別な技術を使ってサンプルをさらにエンリッチし、蛍光活性化セルソーティングとして知られる方法でバクテリアを選別した。これによって、パテスキバクテリアとそのホストを分離してさらに研究するための準備ができた。
研究技術
研究者たちはバクテリアを可視化するためにさまざまな顕微鏡技術を使用した。また、遺伝物質を分析するためにDNA抽出、増幅、およびシーケンシングの方法を使った。
結果
コンソーシアムの発見
サンプルを分析した後、科学者たちはストリガモナスとそのバクテリアホストとの新たな関係を発見した。両方のバクテリアが水サンプルに存在していて、新たな生態学的相互作用があることを示している。
ゲノム情報
ストリガモナス・メチロフィリシダのゲノムは約190万塩基対で、ほとんどのパテスキバクテリアと比べてかなり大きい。多くのユニークな遺伝子を持っていて、大部分がまだ特定されていない。このことは、ストリガモナスがその環境で生き残るための特別な適応を持っていることを示唆している。
細胞の特徴
顕微鏡の下で、ストリガモナスの細胞はユニークな構造と小さなサイズを示し、他のバクテリアと密接に暮らす奇妙な生命体としての役割をさらに強化している。研究者たちは、パテスキバクテリアでは以前に見られなかった細胞外小器官と呼ばれる小さな粒子の存在も記録した。
ホストとの相互作用
ホストの詳細
ストリガモナス・メチロフィリシダはメチロトロフィックバクテリアに必要な栄養素を依存している。この関係は、ストリガモナスがホストにしっかりくっつきながら栄養を取っているように見える。科学者たちは、これが両方のバクテリアにとって利点をもたらすかもしれないと考えている。
ホストへの影響
初期の発見では、ストリガモナスはホストに依存するだけでなく、ホストの行動にも影響を与える可能性があることが示唆されている。これは、バクテリアが環境の中で果たす役割や、互いにどのように関わるかについての疑問を提起している。
ファージの関連
ストリガモナスに関連する重要な発見は、この新しい種をターゲットにする巨大ファージの特定だった。このファージは大きなゲノムを持っていて、ストリガモナスやそのバクテリアホストの行動や代謝を変えるかもしれない遺伝子がたくさん含まれている。
ファージの特徴
巨大ファージは約230キロベースの大きさを持ち、複製を助けるさまざまなタンパク質やホストの特徴を変更する可能性のあるタンパク質を编码している。これはファージがストリガモナスとそのホストの両方に影響を与える複雑な相互作用を示唆している。
相互作用への影響
ファージの存在は、ストリガモナスとそのバクテリアパートナーとの関係にもう一つの複雑さをもたらしている。これらの相互作用は、これらのバクテリアがどのようにコミュニケーションを取り、エコシステムの中で機能するかに変化をもたらす可能性がある。
結論
ストリガモナス・メチロフィリシダと他のバクテリアとのつながりの発見は、小さくて見落とされがちな生命体を研究する重要性を浮き彫りにしている。これらの相互作用を理解することは、微生物エコシステムの複雑さに対する洞察を提供するかもしれない。これらの微生物についてはまだ多くが未知のままだが、継続的な研究が彼らの行動や生態的役割についての詳細を明らかにすることを目指している。
これらの努力を通じて、科学者たちはバクテリア、ホスト、そしてそれらと相互作用するウイルスとの複雑な関係のより明確な絵を描きたいと考えている。この知識は、生物学、生態学、そして微視的レベルの生命の理解において重要な意味を持つかもしれない。
タイトル: Tripartite interaction of a patescibacterial epibiont, a methylotrophic gammaproteobacterial host and a jumbo phage
概要: 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.
著者: David Moreira, F. Buderka, P. Lopez-Garcia, P. Deschamps, M. Krupovic, A. Gutierrez-Preciado, M. Ciobanu, P. Bertolino, G. David, L. Jardillier
最終更新: 2024-07-25 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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