کشف دو گونه جدید باکتری در اعماق دریاها!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا، تیمی تحقیقاتی متشکل از دانشمندان آلمانی و آمریکایی به سرپرستی ایلیانا بامز از موسسه هلمولتز برای تنوع زیستی عملکردی دریایی در دانشگاه اولدنبورگ و ساموئل ووهسن از دانشگاه لی‌های در ایالات متحده، دو گونه باکتری بسیار خاص را در بافت دو گونه مرجان اعماق دریا در خلیج مکزیک شناسایی کرده‌اند.

این همزیستان جدید مرجان‌ها که پیش‌تر ناشناخته بودند، دارای ژنوم بسیار کوچکی هستند و توانایی تولید انرژی از کربوهیدرات‌ها را ندارند. تیم پژوهش در مقاله‌ای که در نشریه نیچر کامیونیکیشنز منتشر شده است، گزارش داده که این گونه‌ها مثال‌هایی شگفت‌انگیز از ارگانیسم‌هایی هستند که تنها با تعداد کمی ژن، عملکرد دارند.

پژوهشگران نمونه‌هایی از دو گونه مرجان نرم به نام‌های Callogorgia delta و Callogorgia americana که در اعماق ۳۰۰ تا ۹۰۰ متری خلیج مکزیک یافت می‌شوند، مورد مطالعه قرار دادند و دو گونه جدید از باکتری‌ها را از کلاس مولیکوت‌ها کشف کردند. مولیکوت‌ها اغلب به صورت انگل در یا روی سلول‌های گیاهان، حیوانات و انسان‌ها زندگی می‌کنند و گاهی موجب بیماری می‌شوند.
پژوهشگران بر اساس تحلیل‌های ژنتیکی خود، پیشنهاد داده‌اند که خانواده جدیدی به نام Oceanoplasmataceae ایجاد شود که این دو باکتری در آن جای گیرند.

بررسی‌های بیشتر نشان داد که این باکتری‌ها همزیستان غالب این مرجان‌ها هستند و در لایه‌ای ژلاتینی از بافت مرجان‌ها که بخشی از سیستم دفاعی ایمنی آنها و مسئول انتقال مواد مغذی است، زندگی می‌کنند. یکی از این گونه‌ها به نام Oceanoplasma callogorgiae تنها دارای ۳۵۹ ژن و دیگری به نام Thalassoplasma callogorgiae دارای ۳۸۵ ژن است. در مقایسه، باکتری روده‌ای Escherichia coli بیش از ۴۰۰۰ ژن و انسان‌ها حدود ۲۱۰۰۰ ژن دارند.

تنها منبع انرژی این باکتری‌ها اسید آمینه آرژنین است که توسط میزبان مرجانی تامین می‌شود. این باکتری‌ها حتی ژن‌های لازم برای متابولیسم کربوهیدرات‌ها را که تقریباً در همه موجودات زنده وجود دارد، ندارند و تنها می‌توانند از آرژنین انرژی تولید کنند. تجزیه این اسید آمینه تنها مقادیر بسیار کمی انرژی فراهم می‌کند و برای پژوهشگران شگفت‌آور است که باکتری‌ها می‌توانند با چنین مقدار کمی انرژی زنده بمانند.

همچنین مشخص نیست که آیا این میکروب‌ها صرفاً انگل هستند یا مرجان‌ها نیز از همزیست‌های خود بهره‌مند می‌شوند. بر اساس تحلیل‌های ژنتیکی، این دو گونه باکتری از مکانیزم‌های دفاعی مانند سیستم‌های CRISPR/Cas برای حذف DNA خارجی استفاده می‌کنند؛ مکانیزم‌هایی که در زیست‌فناوری نیز برای ویرایش ژن‌ها کاربرد دارند. پژوهشگران فرض می‌کنند که این مکانیزم‌ها ممکن است به مرجان‌ها در مقابله با پاتوژن‌ها کمک کند. احتمال دیگر این است که باکتری‌ها هنگام تجزیه آرژنین، نیتروژن به میزبان خود ارائه کنند.

بامز که تحقیقاتش بر بوم‌شناسی و تکامل مرجان‌ها متمرکز است، این همزیست‌ها را فرصتی برای درک بیشتر تاریخچه این گروه متنوع از جانوران می‌داند و می‌گوید: همزیستان برای توانایی مرجان‌ها در سازگاری با شرایط محیطی مختلف حیاتی هستند، زیرا آنها عملکرد‌های متابولیکی را که خود مرجان‌ها فاقد آن هستند، فراهم می‌کنند.