并非所有细菌生来都是平等的。大多数是单细胞且很小，只有千分之几厘米长。但 Epulopiscium 家族的细菌足够大，可以用肉眼看到，而且体积是其更知名的表亲大肠杆菌的 100 万倍。

一项研究于 12 月 18 日发表在美国国家科学院院刊，康奈尔大学和劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员首次描述了巨型家族中一个物种的完整基因组，他们将其命名为胎生虾。

“这种令人难以置信的巨型细菌在很多方面都是独特而有趣的：它巨大的体积、它的繁殖方式、它满足代谢需求的方法等等，”农业与生命科学学院微生物学教授、该研究的通讯作者埃丝特·安格特说。 “揭示这种生物体的基因组潜力让我们大吃一惊。”

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(例如大堡礁和红海)的某些刺尾鱼的肠道内。

由于其巨大的体型，科学家最初认为它是某种独特类型的原生动物，安格特说。 Epulopiscium 这个名字来自拉丁语词根 epulo，意思是“客人”。 piscium，“鱼的”。大多数细菌通过将自身一分为二来繁殖，产生两个后代，而胎生大肠杆菌则产生多达 12 个自身副本，这些副本在亲代细胞内生长，然后被释放，“活跃且游动——胎生意味着”< /span>,“”安格特说道。活产

安格特几十年来一直与澳大利亚蜥蜴岛研究站的鱼类生物学家合作，收集和研究这些巨型细菌，他说，研究这些巨型细菌需要捕获它们生活的鱼类并保存细胞，或者尽可能快速、仔细地提取DNA和RNA。样品。

研究人员特别有兴趣了解胎生 E. viviparus 如何满足其极端的代谢需求。以环境中的营养物质为食的细菌，而不是从阳光中产生自己的能量，通常分为两个阵营：能够获得氧气的细菌和无法获得氧气的细菌。在没有氧气的情况下，细菌经常利用发酵来提取能量，而“发酵生物体就无法从营养中获得尽可能多的收益，”他说。安格特说道。

看到胎生 E. viviparus 确实是一个发酵罐，这个谜题就更大了，因为它巨大的体型、极端的繁殖能力和游泳能力都需要更多的能量，而不是更少。

研究人员发现，胎生E. viviparus通过使用一种罕见的方法来产生能量和移动(与E. viviparus使用相同的游泳方法)改变了其新陈代谢，以充分利用其环境。引起霍乱的细菌)，并通过将其遗传密码的很大一部分用于制造可以收获宿主肠道中可用营养物质的酶。

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。安格特说，沿着胎生大肠杆菌外缘的高度折叠膜为能量产生和运输蛋白质提供了重要的空间，与更复杂生物体细胞中线粒体的功能有一些惊人的相似之处。

“我们都知道‘线粒体是细胞的动力源’这句话，”安格特说，“令人惊讶的是，胎生E. viviparus中的这些膜在某种程度上与线粒体趋同于相同的模型：它们具有高度折叠的膜，增加了这些能量产生泵可以工作的表面积，从而增加了创造强大的能量。”表面积

安格特说，这项基础研究具有许多潜在的未来应用前景，特别是胎生 E. viviparus 拥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，因为它的增长无法与陆地农业竞争。

该研究的第一作者是 David Sannino 博士，他是安格特实验室的前博士后助理。其他合著者包括弗朗辛·阿罗约博士。以及前博士后研究员 Charles Pepe-Ranney 和 Wenbo Chen; Jean-Marie Volland 和 Nathalie Elisabeth，均来自劳伦斯伯克利国家实验室。

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