大到不用显微镜也能看到的细菌：Epulopiscium viviparus
并非所有细菌都是一样的。大多数细菌都是单细胞结构的，而且很小，只有万分之几厘米长。但 Epulopiscium 家族的细菌大到足以用肉眼看到，体积是它们更著名的表亲大肠杆菌的 100 万倍。对巨型细菌 Epulopiscium viviparus 的一项突破性研究显示，它能产生独特的能量，有望在未来的藻类利用中得到应用。
康奈尔大学和劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，首次描述了巨型细菌家族中一个物种的完整基因组，并将其命名为 Epulopiscium viviparus。
农业与生命科学学院微生物学教授、该研究的通讯作者埃斯特-安格特（Esther Angert）说："这种令人难以置信的巨型细菌在许多方面都是独特而有趣的：它的巨大体积、繁殖方式、满足新陈代谢需求的方法等等。揭示这种生物的基因组潜力让我们大开眼界。"
Epulopiscium viviparus 细菌群的显微照片。资料来源：Esther Angert
栖息地和特征
Epulopiscium 家族的第一个成员于 1985 年被发现。该物种的所有成员都共生在热带海洋珊瑚礁环境（如大堡礁和红海）中某些刀鱼的肠道内。
安格特说，由于其巨大的体型，科学家最初认为它是某种独特的原生动物。Epulopiscium这个名字来自拉丁词根epulo和piscium，前者意为"客人"，后者意为"鱼"。大多数细菌的繁殖方式是将自身分成两半，产生两个后代，而E. viviparus却能产生多达12个自身拷贝，它们在母细胞内生长，然后被释放出来，"活跃地游动--viviparus的意思是'活产'"，安格特说。
几十年来，安格特一直与澳大利亚蜥蜴岛研究站的鱼类生物学家合作收集和研究样本。
研究人员尤其有兴趣了解 E. viviparus 如何满足其极端的新陈代谢需求。以环境中的营养物质为食而不是从阳光中获取自身能量的细菌通常分为两个阵营：能获得氧气的细菌和不能获得氧气的细菌。安格特说："没有氧气，细菌通常利用发酵来获取能量，而发酵生物无法从营养物质中获得那么多的好处。"
E.viviparus确实是一种发酵生物，这让谜题变得更大了，因为它的巨大体型、极强的繁殖能力和游泳能力都需要更多的能量，而不是更少。
基因适应和能量生产
研究人员发现，E. viviparus 改变了自己的新陈代谢，以便充分利用环境，它使用一种罕见的方法来制造能量和移动（导致霍乱的细菌也使用同样的游泳方法），并将其遗传密码的很大一部分用于制造酶，以获取宿主肠道中的营养物质。其中产量最高的酶是用于制造 ATP 的酶，ATP 是所有细胞的能量货币，沿着E. viviparus外缘的一层高度折叠的膜为能量产生和传输蛋白提供了重要的空间，这与更复杂生物细胞中线粒体的功能有着惊人的相似之处。
"我们都知道'线粒体是细胞的动力源'这句话，"安格特说，"令人惊奇的是，E. viviparus的这些膜与线粒体的模式趋于一致： 它们有高度折叠的膜，增加了这些产生能量的泵可以工作的表面积，而增加的表面积创造了一个能量源。"
潜在应用和未来研究
安格特说，这项基础研究在未来有许多潜在的应用，特别是因为E. viviparus有如此有效的策略来利用藻类中的营养物质。藻类是牲畜饲料、可再生能源和人类营养日益增长的目标，因为它的生长不会与陆地农业竞争。
编译来源：ScitechDaily
