Введение
Вид бактерии "Candidatus Pelagibacter", с единственным видом "Ca. P. communis", был выделен в 2002 году и получил видовое название, хотя его описание в соответствии с бактериологическим кодексом еще не завершено. Это широко распространенный представитель клады SAR11 в типе Альфапротеобактерий. Представители SAR11 – высокодоминирующие организмы, обнаруженные как в соленых, так и в пресных водах по всему миру, и изначально известные только по генам рРНК, впервые идентифицированным в 1990 году в Саргассовом море лабораторией Стивена Джованнони при Университете штата Орегон, а затем обнаруженным в океанах по всему миру. "Ca. P. communis" и его близкие родственники, вероятно, являются наиболее многочисленными организмами в океане и, возможно, самыми распространенными бактериями на Земле. Они могут составлять около 25% всех клеток микробного планктона, а летом их доля может достигать примерно половины клеток в умеренных поверхностных водах океана. Общая численность "Ca. P. communis" и его родственников оценивается примерно в 2 × 1028 микробов. Клетки имеют форму палочки или полумесяца и являются одними из самых маленьких самовоспроизводящихся клеток, известных науке, с длиной 0,37–0,89 мкм и диаметром всего 0,12–0,20 мкм. Геном Pelagibacter занимает около 30% объема клетки. Это грамотрицательная бактерия. Она участвует в рециркуляции растворенного органического углерода. В течение года наблюдаются регулярные сезонные колебания численности, при этом летом она может достигать ~50% клеток в умеренных поверхностных водах океана. Таким образом, она играет важную роль в круговороте углерода на Земле. Ее открытие было показано в эпизоде 5 "Океаны микробов" документального сериала "Интимные незнакомцы: невидимая жизнь на Земле" телеканала PBS.
"Candidatus Pelagibacter", with the single species "Ca. P. communis", was isolated in 2002 and given a specific name, although it has not yet been described as required by the bacteriological code. It is an abundant member of the SAR11 clade in the phylum Alphaproteobacteria. SAR11 members are highly dominant organisms found in both salt and fresh water worldwide and were originally known only from their rRNA genes, first identified in the Sargasso Sea in 1990 by Stephen Giovannoni's laboratory at Oregon State University and later found in oceans worldwide. "Ca. P. communis" and its relatives may be the most abundant organisms in the ocean, and quite possibly the most abundant bacteria in the entire world. It can make up about 25% of all microbial plankton cells, and in the summer they may account for approximately half the cells present in temperate ocean surface water. The total abundance of "Ca. P. communis" and relatives is estimated to be about 2 × 1028 microbes. It is rod or crescent shaped and one of the smallest self replicating cells known, with a length of 0.37–0.89 μm and a diameter of only 0.12–0.20 μm. The Pelagibacter genome takes up about 30% of the cell's volume. It is gram negative. It recycles dissolved organic carbon. It undergoes regular seasonal cycles in abundance—in summer reaching ~50% of the cells in the temperate ocean surface waters. Thus it plays a major role in the Earth's carbon cycle. Its discovery was the subject of "Oceans of Microbes", Episode 5 of "Intimate Strangers: Unseen Life on Earth" by PBS.
Культивирование
Несколько штаммов "Candidatus Pelagibacter communis" были культивированы благодаря усовершенствованным методам изоляции. Наиболее изученный штамм – HTCC1062 (коллекция культур, полученных методом высокопроизводительного культивирования). Предполагается, что их эволюция проходила в экосистемах с низким содержанием питательных веществ, таких как Саргассово море, где он был впервые обнаружен. Популяция клеток "Ca. P. communis" может удваиваться каждые 29 часов, что относительно медленно, но они способны к репликации в условиях дефицита питательных веществ. "Ca. P. communis" можно выращивать на строго определенной искусственной среде с добавлением восстановленной серы, глицина, пирувата и витаминов.
Геном
Геном штамма "Ca. P. communis" HTCC1062 был полностью секвенирован в 2005 году, показав, что "Ca. P. communis" обладает самым маленьким геномом (1 308 759 п.н.) среди свободноживущих организмов. Только внутриклеточные симбионты и паразиты, такие как Mycoplasma genitalium или Nanoarchaeum equitans, имеют геномы меньшего размера. Другим примером важной некодирующей РНК у "Ca. P. communis" и других представителей клады SAR11 является консервативный рибопереключатель, активируемый глицином, на малатосинтазе, предположительно приводящий к "функциональной ауксотрофии" по глицину или предшественникам глицина для достижения оптимального роста. В его геноме обнаружены гены протеородопсина, которые способствуют работе светозависимых протонных насосов. При воздействии света или темноты наблюдаются незначительные различия в экспрессии его кодонных последовательностей. В условиях темноты экспрессируется больше генов, участвующих в окислительном фосфорилировании.
Имя
Название рода (Pelagibacter) происходит от латинского среднего рода существительного pelagus («море») в сочетании с суффиксом bacter (палочка, бактерия), что означает «бактерия моря». Связывающая гласная – «i», а не «o», так как первый термин – латинский «pelagus», а не греческий оригинал πέλαγος (pelagos) (слово pelagus – греческое слово, используемое в латинской поэзии, это существительное второго склонения с греческим, как нерегулярным, номинативным множественным числом pelagē, а не pelagi; греческое слово является существительным третьего склонения среднего рода в ος (мн. ч. η), не связанным со словами второго склонения латинского языка в us). Название видового эпитета (ubique) – латинское наречие, означающее «везде»; виды со статусом Candidatus не являются официально опубликованными, поэтому не обязаны соответствовать грамматическим правилам, например, иметь видовые эпитеты, которые должны быть прилагательными или существительными в аппозиции в именительном падеже или существительными в родительном падеже в соответствии с правилом 12c IBCN. Термин «Candidatus» используется для предлагаемых видов, для которых недостаток информации не позволяет признать их валидными видами в соответствии с бактериологическим кодексом, например, отсутствие депонирования в двух публичных банках клеток или отсутствие анализа FAME. В то время как "Candidatus Pelagibacter communis" отсутствует в ATCC и DSMZ, а также не проводился анализ липидов и хинонов. HTTC1062 – типовой штамм вида "Ca. P. communis", который, в свою очередь, является типовым видом рода "Candidatus Pelagibacter".
Бактериофаг
В феврале 2013 года в журнале Nature было сообщено об обнаружении бактериофага HTVC010P, атакующего "Ca. P. communis", и о том, что "это, вероятно, действительно самый распространенный организм на планете".