Diep in de Caribische mangrovemoerassen hebben wetenschappers een bacterie ontdekt, Thiovulum imperiosus, die zijn DNA organiseert op een manier die nog nooit eerder is gezien. Deze ontdekking daagt langgekoesterde opvattingen over bacteriële eenvoud uit en suggereert dat de microbiële wereld veel complexer is dan eerder werd aangenomen.
Een verrassende cellulaire structuur
Tientallen jaren lang hebben leerboeken bacteriën beschreven als relatief ongecompliceerde organismen waarbij het DNA vrij in hun cellen zweeft. T. imperiosus doorbreekt deze vorm. Onderzoekers ontdekten dat deze gigantische microbe – met het blote oog zichtbaar als een klein stipje – zijn genetisch materiaal in vliezige compartimenten langs de omtrek van de cel wikkelt. Dit is een fundamenteel andere benadering van de DNA-organisatie dan bij bijna alle andere bekende bacteriën.
Het team, onder leiding van mariene microbioloog Jean-Marie Volland van de Universiteit van Californië, Santa Barbara, stuitte op T. imperiosus tijdens het verkennen van de biodiversiteit van de mangrove-ecosystemen van Guadeloupan. Hoewel deze zwavelrijke moerassen stinken, herbergen ze een schat aan onontgonnen leven, waaronder deze opmerkelijke bacterie.
Hoe de compartimenten worden gevormd
Met behulp van geavanceerde microscopietechnieken observeerde het team van Volland een grote, lege ruimte binnen T. imperiosus, met bolvormige compartimenten langs de binnenrand van de cel. In deze zakken zijn DNA en cellulaire componenten op elkaar gepropt, in wezen tegen de celwanden gedrukt. De visualisatie is vergelijkbaar met een waterballon in een andere ballon, waarbij de binnenste ballon ernstig wordt samengedrukt.
Dit is geen geïsoleerd incident. Het team van Volland identificeerde eerder een andere gigantische bacterie, Thiomargarita magnifica, met een andere maar even ongebruikelijke DNA-compartimenteringsmethode: op regelmatige afstanden geplaatste bellen die het genetische materiaal bevatten. De herhaalde bevinding suggereert dat dit type cellulaire organisatie mogelijk vaker voorkomt bij grote bacteriën dan eerder werd gedacht.
Implicaties en toekomstig onderzoek
De ontdekking van T. imperiosus en T. magnifica roept kritische vragen op over de bacteriële evolutie en de grenzen van de microbiële complexiteit. Als deze grote bacteriën zo’n geavanceerde DNA-organisatie hebben ontwikkeld, suggereert dit dat de bacteriële wereld wemelt van onontdekte structuren en functies.
“Ik denk dat er veel complexiteit schuilgaat in de bacteriële wereld die we nog niet hebben blootgelegd”, zegt Volland.
Deze bevinding onderstreept de noodzaak van voortdurende verkenning van onderbelichte ecosystemen zoals mangrovemoerassen, waar de biodiversiteit grotendeels onbekend blijft. De conventionele kijk op bacteriën als eenvoudige organismen wordt omvergeworpen, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor een dieper begrip van het leven op het meest fundamentele niveau.
