Thiomargarita magnifica: scoperto il batterio più grande del mondo

Thiomargarita magnifica-Immagine:Thiomargarita magnifica accanto a una monetina per scala. Credito: video screen capture..

Di Tibi Puiu

Il batterio più grande del mondo ha le dimensioni di una mosca. È così grande che puoi vederlo ad occhio nudo.

Fino a quando Antoni van Leeuwenhoek scoprì per la prima volta i batteri nel 1676, non avevamo nemmeno un nome per questi minuscoli microbi. I virus, che sono un ordine di grandezza più piccoli dei batteri e richiedono microscopi ancora più potenti per essere osservati, furono scoperti solo nel 1892, quando Dmitry Ivanovsky isolò il virus del mosaico del tabacco.

Immaginate la sorpresa di tutti quando gli scienziati hanno recentemente scoperto un batterio così grande da essere visibile ad occhio nudo!.

Questo gigantesco batterio a forma di filo, originario delle mangrovie dei Caraibi, può crescere fino a 2 centimetri di lunghezza, circa le dimensioni di una mosca. È circa 5.000 volte più grande della maggior parte degli altri microbi, superando i limiti di ciò che ritenevamo biologicamente possibile per un organismo unicellulare.

Battezzato Thiomargarita magnifica da un team internazionale di ricercatori, che comprendeva scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory negli Stati Uniti e del CNRS in Francia, l’organismo appena scoperto fa impallidire altri cosiddetti “batteri giganti” di circa 50 volte.

“Troppo spesso i batteri sono considerati forme di vita piccole, semplici e ‘non evolute’, i cosiddetti ‘sacchetti di proteine’“, ha detto a Science Chris Greening, microbiologo della Monash University, Clayton, che non è stato coinvolto nello studio. “Ma questo batterio dimostra che ciò non potrebbe essere molto più lontano dalla verità”.

Il segreto delle grandi dimensioni di T. magnifica potrebbe risiedere nella disposizione del suo materiale genetico, che è atipica. I batteri e altri microbi unicellulari chiamati archaea sono classificati come procarioti, mentre gli organismi multicellulari come gli alberi e gli esseri umani sono classificati come eucarioti. Una delle differenze fondamentali tra i due è che i procarioti hanno un DNA fluttuante, mentre gli eucarioti racchiudono il loro codice genetico in un nucleo.

Tuttavia, T. magnifica sta confondendo i confini tra eucarioti e procarioti perché il suo enorme genoma non fluttua liberamente all’interno della sua cellula come in altri batteri. Invece, è racchiuso in una membrana. Quando i ricercatori hanno sequenziato il genoma, sono rimasti stupiti dalle sue dimensioni: 11 milioni di basi che si allineano per formare 11.000 geni. Per fare un confronto, il normale batterio ha solo circa 4 milioni di basi e circa 3.900 geni.

“È importante sottolineare che mostriamo che i filamenti di Thiomargarita lunghi un centimetro rappresentano singole cellule con materiale genetico e ribosomi compartimentati in un nuovo tipo di organello legato alla membrana. Il sequenziamento e l’analisi dei genomi di cinque singole cellule hanno rivelato informazioni dettagliate sulla divisione cellulare e sui meccanismi di allungamento cellulare”, hanno scritto i ricercatori in un articolo apparso sul server di prestampa bioRxiv. 

Queste straordinarie scoperte suggeriscono che i due rami principali della vita non sono poi così diversi – e il T. magnifica potrebbe essere l’anello mancante che spiega come la vita complessa si sia evoluta dai più primitivi organismi unicellulari più di un miliardo di anni fa.

Il DNA del batterio gigante è racchiuso in una sacca incorporata nella sua membrana. Ha un’altra sacca di membrana molto più grande riempita d’acqua e occupa il 73% del volume del microbo. Questa sacca esterna consente all’organismo di crescere così tanto mantenendo i suoi organelli essenziali racchiusi in un piccolo spazio per facilitare la diffusione delle molecole dentro e fuori dal microbo.

“Queste caratteristiche cellulari uniche probabilmente consentono all’organismo di crescere fino a dimensioni insolitamente grandi e di aggirare alcune delle limitazioni biofisiche e bioenergetiche sulla crescita”, hanno detto i ricercatori, che hanno confrontato il T. magnifica con altri microbi chiamati Grandi Batteri Sulfurei che formano batteri a filamenti molto lunghi che possono raggiungere diversi centimetri di lunghezza. Tuttavia, a differenza del T. magnifica, questi batteri dello zolfo sono composti da migliaia di singole cellule, ciascuna non più grande di 200 micrometri.

L’origine della vita complessa è una delle domande più importanti, ma ancora senza risposta, in biologia. La maggior parte dei batteri sono piccoli e ottusi, ma alcuni sono complessi e presentano macchinari biologici innovativi. T. magnifica è un ottimo esempio di quest’ultimo, con il suo genoma di grandi dimensioni, le dimensioni gigantesche delle cellule e l’inaudita compartimentazione del materiale genetico nella sua membrana.

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“T. magnifica si aggiunge all’elenco dei batteri che hanno sviluppato un livello di complessità più elevato. È il primo e unico batterio finora noto a segregare in modo inequivocabile il proprio materiale genetico in organelli legati alla membrana alla maniera degli eucarioti e quindi sfida il nostro concetto di cellula batterica”, hanno scritto i ricercatori.

Fonte: Science