研究發現，巨型細菌利用獨特的過程為自己提供能量

并不是所有的細菌都是一樣的。

大多數是單細胞的，很小，只有萬分之一厘米長。但Epulopiscium科的細菌足夠大，可以用肉眼看到，體積是它們更知名的表親大腸桿菌的100萬倍。

在12月18日發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中，來自康奈爾大學和勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員**描述了巨人家族中一個物種的完整基因組，他們將其命名為Epulopiscium viviparus。

農業與生命科學學院微生物學教授、該研究的通訊作者埃絲特·安杰特說:“這種令人難以置信的巨型細菌在很多方面都是獨特而有趣的:它的巨大體型、繁殖模式、滿足代謝需求的方法等等。”“揭示這種生物的基因組潛力讓我們大吃一驚。”

Epulopiscium家族的**個成員于1985年被發現。該物種的所有成員都生活在熱帶海洋珊瑚礁環境中某些刺尾魚的腸道內，如大堡礁和紅海。

安杰特說，由于它的體型巨大，科學家們最初認為它是某種獨特的原生動物。Epulopiscium這個名字來自拉丁語詞根epulo，意思是“客人”，而piscium是“魚的”。安杰特說，大多數細菌通過將自己一分為二產生兩個后代來繁殖，而viviparus則產生多達12個自己的副本，它們在親本細胞中生長，然后被釋放出來，“活躍而游動——viviparus的意思是‘活產’。”

安杰特說，研究這些巨型細菌需要捕獲它們生活的魚類，并盡可能快、小心地保存細胞或提取DNA和RNA。幾十年來，他一直與澳大利亞蜥蜴島研究站的魚類生物學家合作，收集和研究樣本。

研究人員特別感興趣的是了解雌瘧原蟲是如何滿足其極端代謝需求的。以環境中的營養物質為食的細菌，而不是自己從陽光中產生能量的細菌，通常分為兩大陣營:那些能接觸到氧氣的和不能接觸到氧氣的。在沒有氧氣的情況下，細菌經常利用發酵來提取能量，而“發酵的生物只是不能從營養物質中獲得那么多的好處，”安杰特說。

鑒于e.v viparus確實是一種發酵劑，這個難題就變得更大了，因為它巨大的體型、極端的繁殖能力和游泳能力都需要更多的能量，而不是更少。

研究人員發現，viviparus通過使用一種罕見的方法來產生能量和移動(引起霍亂的細菌也使用同樣的游泳方法)，并通過將其大部分遺傳密碼用于制造酶來獲取宿主腸道中可用的營養物質，從而修改了其代謝，以充分利用其環境。產量最高的酶是那些用于制造ATP的酶，ATP是所有細胞的能量貨幣。一層高度折疊的膜沿著胎生卵細胞的外緣運行，為產生和運輸能量的蛋白質提供了重要的空間，這與更復雜生物體細胞中的線粒體的功能有一些驚人的相似之處，安杰特說。

“我們都知道‘線粒體是細胞的發電站’這句話，”安杰特說，“令人驚訝的是，胎生線蟲的這些膜與線粒體的模式相同:它們有一個高度折疊的膜，增加了這些產生能量的泵可以工作的表面積，增加的表面積創造了一個發電站的能量。”

Angert說，這項基礎研究在未來有許多潛在的應用，特別是因為胎生芽胞桿菌有如此有效的策略來利用藻類中的營養物質。藻類越來越多地成為家畜飼料、可再生能源和人類營養的目標，因為它的生長不會與陸地農業競爭。

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