Запасливые бактерии несут сотни тысяч копий своего генома

Группа ученых из разных стран обнаружила, что клетки гигантских бактерий рода Epulopiscium содержат несколько сотен тысяч копий своего генома. Результаты работы исследователи опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Количество копий генома варьирует у различных организмов. Млекопитающие, в том числе и человек, несут две, растения - множество копий, а бактерии обычно содержат свой геном в единственном экземпляре. Тем не менее, из этого правила есть исключения.

До сих пор среди бактерий рекордсменом по числу копий генома считался вид Buchnera aphidicola, живущий в клетках вшей и тлей. Его клетки несли до 120 копий бактериального генома. Однако гигантские - до 600 микрометров - бактерии Epulopiscium намного обогнали их. Epulopiscium населяют кишечник рыб-единорогов, и их клетки могут содержать до 200 тысяч копий генома.

В предыдущих исследованиях было показано, что сигарообразные бактерии Epulopiscium содержат большое количество ДНК, однако ясности относительно ее последовательности не было. Ученые под руководством Эстер Ангерт из Корнелльского университета провели количественный ПЦР-анализ отдельных бактериальных клеток и доказали, что бактерии содержат множество копий собственного генома. Кроме того, исследователям удалось показать, что число геномных копий коррелирует с размером бактериальной клетки.

Многочисленные копии генома сконцентрированы возле клеточной поверхности. Ученые предполагают, что такая организация генетического материала позволяет бактериям быстро реагировать на местные воздействия. Кроме того, дополнительные копии ДНК позволяют Epulopiscium быстро синтезировать большое количество белков, что немаловажно, учитывая гигантские размеры клетки.

До сих пор ученые не сталкивались с бактериями, несущими сотни тысяч копий генома, поэтому эволюционное значение этой особенности пока неясно.