Ультрамикробактерия OP3 LiM ведет хищный образ жизни

Представители предполагаемого типа бактерий «Candidatus Omnitrophica», входящего в состав группы OP3, ранее были известны только по черновым вариантам генома, полученным из метагеномных данных и в результате секвенирования единичных клеток. Авторы новой работы, опубликованной в журнале Applied and Environmental Biology, описали ультрамикробактерию этого типа OP3 LiM, которую предложили называть «Candidatus Velamenicoccus archaeovorus» gen. nov., sp. nov. Оказалось, что клетки этой бактерии — эпибионты, то есть они живут на поверхности более крупных клеток бактерий и архей.

Бактерию нашли в составе метаногенной культуры микроорганизмов, использующих лимонен, соединение терпеноидного ряда. Авторы визуализировали филаменты наиболее многочисленного микроорганизма в культуре — ацетокластической археи Methanosaeta — с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Чтобы детально изучить структуру филаментов, авторы окрасили их DAPI (красителем, метящим ДНК), визуализировали липиды с помощью красителя Нильского красного, а рРНК — методом FISH. Оказалось, что во многих филаментах, наряду с клетками Methanosaeta, присутствуют существенно более мелкие клетки, в которых не удалось окрасить ДНК и (или) рРНК. Дальнейший анализ показал, что в филаментах Methanosaeta, содержащих очень маленькие клетки, кажущиеся пустыми, присутствовали погибшие клетки археи.

Чтобы выяснить причину гибели клеток Methanosaeta, исследователи разделили филаменты на отдельные фракции клеток по размеру. Они показали, что в состав филаментов входят клетки ультрамикробактерии, которые были обозначены как OP3 LiM. Как оказалось, они образуют очень тесный контакт с клетками археи, подобно клеткам хищной бактерии «Candidatus Vampirococcus». Авторы работы предположили, что они обнаружили хищную ультрамикробактерию, и предложили назвать ее «Candidatus Velamenicoccus archaeovorus» gen. nov., sp. nov. Как оказалось, она может прикрепляться не только к археям рода Methanosaeta, но и к другим археям и бактериям.

Ученые секвенировали и собрали геном новой ультрамикробактерии, а также проанализировали ее протеом. Клетки OP3 LiM имеют транспортеры различных биологических макромолекул, а также систему секреции II типа. Внешняя мембрана грамотрицательной ультрамикробактерии содержит крупные поры. Кроме того, клетки OP3 LiM экспрессируют белок, обеспечивающий их вход в покоящееся состояние, в котором у них было невозможно выявить рРНК. Таким образом, новая ультрамикробактерия содержит внушительный арсенал генов, позволяющий ей вести хищный образ жизни и «высасывать соки» из клеток-хозяев.