Некультивируемые микроорганизмы (ответы на вопросы)

[DNAoidea]

Не могу сказать точно почему, но почему-то финская группа эта не вызывает у меня большого доверия... И фирму сделали и тут же как из рукова чисто практический аспект вытащили... Чего-то это как-то не внушает доверия, хотя, конечно, всё может быть. Вот вырастили бы чистую культуру, а из неё - ДНК, и секвенировать сразу же - благо не может быть она большой - не влезет, наверняка в пределах миллона пар нуклеотидов - то есть были бы бактерии, а сиквенс будет, тогда можно было бы как-то реально говорить...

[sss]

Не могу сказать точно почему, но почему-то финская группа эта не вызывает у меня большого доверия...

Именно поэтому я при подготовке постов по нанобактериям  принципиально не использовал финские работы (кроме пары первых публикаций).  

[sss]

Новости о нанобактериях. Вроде, удалось выделить из них ДНК и РНК, хотя результаты пока неоднозначные. Только что наткнулся:
"Mayo Clinic researchers have successfully isolated nanoparticles from human kidney stones in cell cultures and have isolated proteins, RNA and DNA that appear to be associated with the nanoparticles. Reporting in the Journal of Investigative Medicine, the researchers say the findings could lead to solving the mystery of whether nanoparticles are viable living forms that can lead to disease - in this case, kidney stones." (сообщение датировано 20 December 2006). Полностью сообщение приведено на
http://www.scienceagogo.com/news/20061119204701data_trunc_sys.shtml

Сейчас попробую поискать оригинал статьи в Journal of Investigative Medicine

[pavel]

"Где-то я, кажется, встречал свежую публикацию о репликации вируса вне клетки, надо поискать в инете" - утка или как. Каков механизм такой репликации?

"Сейчас попробую поискать оригинал статьи в Journal of Investigative Medicine" - каков результат, есть что-либо новое?

А все-таки интересно каков может быть механизм синтеза белка у нанобактерий, если рибосом нет? Если вообще он есть.
Есть ли что-нибудь достоверное насчет их метаболизма?

[sss]

"Сейчас попробую поискать оригинал статьи в Journal of Investigative Medicine" - каков результат, есть что-либо новое?

"Кавалерийский наскок" в тот день не удался: некоторое время безрезультатно попутешествовал по Гуглю и по разным ссылкам. Когда в очередной раз попал на сайт Mayo Clinic всё с той же инфой, решил отложить на потом. А  потом замотали текущие дела. Попробую в эти выходные, если что найду - сообщу.

[pavel]

А вот уже есть и диссертации по нанобактериям http://www.
tsuab.ru/ACTIVITY/DISS/doc/10-volkova.doc


Вот интересно про нанобактерии http://www.urobel.uroweb.ru/science/book/urolithiasis_voshula/?bk=1&chp=9

Еще http://medgazeta.rusmedserv.com/2000/4/article_796.html и http://molod.mephi.ru/2003/Data/333.htm

В последних публикациях: «Они даже сконструировали ген, координирующий один из компонентов рибосом - клеточного механизма для производства белка. Сравнивая ген нанобактерии с соответствующими генами других микроорганизмов, ученые нашли, что нанобактерии состоят в родстве с бактериями бруцеллой и бартонеллой».

Так что же уних есть рибосомы???

[sss]

Спасибо, Павел. К сожалению, статьи очень старые (всё это уже обсуждалось выше). И фотки "до боли знакомые". Где-то вначале я вывешивал ссылки на фотогалереи - эти фотографии там тоже есть.
"Финским ученым удалось вывести моноклональные антитела, которые связываются с поверхностными белками нанобактерии, присутствие которых легко определить в любой среде, в том числе, и в почечных камнях. Также, им удалось выделить бактериальную ДНК, а также сконструировать ген, координирующий один из компонентов рибосом – клеточного механизма для производства белка." Позже (в довольно разгромной статье, ссылка где-то в начале темы) было показано, что у финнов были грязные реактивы. Генетический анализ так пока никому и не удался, хотя ассоциированную с нанобактериями ДНК находят довольно уверенно.

Вообще, всё, что до 2006 включительно так или иначе упоминалось и обсуждалось в теме, благо "настоящих" публикаций относительно мало.

Автореферат прочитал, но такое ощущение, что это - черновик.

[sss]

Кажется, нашел оригинал статьи (только abstracts)
Cell biology of pathologic renal calcification: contribution of crystal transcytosis, cell-mediated calcification, and nanoparticles.Kumar V, Farell G, Yu S, Harrington S, Fitzpatrick L, Rzewuska E, Miller VM, Lieske JC. J Investig Med. 2006 Nov;54(7):412-24.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=17169263&query_hl=1&itool=pubmed_docsum
Касательно нанобактерий:
"These nanoparticles, ... were analyzed and propagated in standard cell culture medium."
"Nanoparticles were propagated from the majority of renal stones. Isolates were susceptible to selected metabolic inhibitors and antibiotics and contained conserved bacterial proteins and deoxyribonucleic acid (DNA)".

Т.е. размножаются in vitro, чувствительны к ингибиторам и антибиотикам, содержат белки и ДНК.

Анализ ДНК (это уже не из статьи) пока не удается, т.к. (по словам авторов) классические методы не работают.
"Frustratingly, the presence of proteins, RNA and DNA does not prove that nanoparticles are viable living forms because a genetic signature has not been identified, explains Lieske. "...
Miller added that the tools and processes used in nanoparticle research have yet to be perfected. "We are still in the learning process of how to handle the material. It was disappointing that we did not find any consistent DNA information. We think the findings were inconclusive, in part, because of the inability to apply these techniques in conditions suitable to nanoparticles"
http://www.scienceagogo.com/news/20061119204701data_trunc_sys.shtml

Интересно, что это значит (нет подходящих праймеров, ферментов, еще чего)? - вопрос к молекулярщикам. И ещё - у кого-нибудь есть бесплатный доступ к полному тексту статей в J Investig Med?

[DNAoidea]

беспатного доступа не имею.   А вообще ситуация странная - не могут анализировать ДНК. почему именно? Или может у нанобактерий она настолько отличается от обычных, что даже и привычные праймеры не работают? Но что-то... как-то... подозрительно.

[sss]

Таким образом, "за" и "против" живой природы нанобактерий (по совокупности публикаций, без учета финских работ):
"За"
1) Размножаются in vitro, хотя и очень медленно (несколько статей, разные авторы)
2) Размножение сопровождается поглощением из среды меченых аминокислот и нуклеотидов, что косвенно свидетельствует о синтезе нуклеиновых кислот и полипептидов (одна статья)
3) Размножение может быть подавлено высокими дозами радиации (одна статья, финская) и некоторыми антибиотиками (несколько статей, разные авторы)
3) С нанобактериями ассоциированы специфические полипептиды и ДНК (несколько статей, разные авторы)
"Против"
1) Несмотря на ряд попыток, начиная с 2004 г., анализ ДНК до сих пор не удался. Финская публикация не в счет, там было бактериальное загрязнение.
2) Экстремально малые размеры, не позволяющие в т.ч. втиснуть рибосомы.

Вопрос к молекулярщикам: Может, неудача попыток анализа - результат отсутствия рибосом (рибосомальной РНК)?

Ни "За", ни "Против".
1) Под электронным микроскопом (сканирующим и просвечивающим) очень похожи на прокариотические клетки.
2) Вызывают отложения камней в почках у подопытных крыс (как минимум две очень серьезные статьи разных авторов, плюс ряд не очень серьезных)
3) "Жизнедеятельность" по каким-то причинам тесно связана с процессами минерализации

Интересно, что в одном из подземных озер (я занимаюсь микробными сообществами пещер) мы наблюдаем минерализацию, трудно объяснимую с геохимической точки зрения... Самому нанобактерий поизучать, что ли...

[DNAoidea]

in vitro размножение, конечно, наиболее важно. Надо бы только совершено чётко удостоверится, что там нет ничего другого. (как было у финов) Значит, стало быть они не облигатные симбионты кого-либо? но вот то, что не могут выделить ДНК - странно. Предположение об отсутсвии рибосом - ещё более интерсно - как тогда происходит синтез белков. Однако, возможно, что если там нет рибосом в привычном смысле, то может быть даже это прольёт свет на эволюцию синтеза белка. И всё же эта "глушь" по поводу ДНК странная... Возможно, что нанобактерии - некая очень ранняя и очень сильно изменённая ветвь живого мира и потому не имеют вообще (!) генов гомологичных таковым прочих организмов.

[pavel]

Аргументы «Ни "За", ни "Против".» вообще то тоже можно вписать в абзац «За».

Интересно что означает «С нанобактериями ассоциированы специфические полипептиды и ДНК (несколько статей, разные авторы)». То есть
1.   все-таки ДНК и полипептиды выделены.
2.   и как узнали что они специфические?
3.   насколько белки крупные? Есть ли такая информация?

[sss]

in vitro размножение, конечно, наиболее важно. Надо бы только совершено чётко удостоверится, что там нет ничего другого. (как было у финов)

О размножении пишут все, включая оппонентов. Только оппоненты считают, что это - какая-то ранее неизвестная "автокаталитическая" самоподдерживающаяся минерализация, сопровождающаяся захватом органики из среды. По мнению спецов по биоминерализации - версия довольно хлипкая, но кто его знает.

Значит, стало быть они не облигатные симбионты кого-либо?

В основном, сходятся на том, что не симбионты. Точнее, им безразлично, где расти - лишь бы был "строительный материал". Концентрация "строительного материала" особой роли не играет. Высокая - будут расти быстрее. Низкая - медленнее. Нет материала - прекращают рост. Для объяснения этого финны (при всем к ним...) выдвинули гипотезу, что у нанобактерий отсутствует активный транспорт (достаточно простой диффузии благодаря малым размерам), а также энергозатратная система поддержания гомеостаза. Это позволяет им спокойно пережидать "голодные" периоды.
(Во избежание недоразумений. Под ростом  микробиологи/биотехнологи понимают размножение; я тоже обычно "автоматом" пишу "рост", имея в виду "размножение").

Следует также подчеркнуть, что никто не знает, сколько "видов" нанобактерий существует. Даже приблизительно (поскольку генетики до сих пор нет). Т.е. с равным успехом может быть и один плеоморфный вид, и 100 и 100 тыс. Если предположить, что они 1) живые и 2) число видов коррелирует со сложностью генома (по аналогии: эукариот на порядки больше, чем прокариот, даже с учетом некультивируемых), то, вероятно, 10^2 ... 10^5. А может быть, и нет.

Возможно, что нанобактерии - некая очень ранняя и очень сильно изменённая ветвь живого мира и потому не имеют вообще (!) генов гомологичных таковым прочих организмов.

Финны со свойственным им экстремизмом/оптимизмом прямо написали: вот он, гипотетический предок настоящих клеток! Однако и в более серьезных статьях (например, на Size Limits..., ссылка где-то вверху есть) некоторые авторы очень осторожно высказываются, что нанобактерии (если они действительно живые) могут быть переходным звеном между доклеточными формами и полноценными клетками. И что функции катализа у них в основном могла бы осуществлять РНК. И вся генетика и биохимия сильно отличаться от современной.

Вообще, если они действительно "переходная форма" - было бы очень здорово. Почти как открытие жизни где-нибудь на Марсе. Но, похоже, все "боятся сглазить". В ряде статей (например - та же Mayo Clinic) упорно называют их "наночастицами", а не "нанобактериями". Интересно, чего тут больше - научной осторожности или "магического мышления"?

Интересно что означает «С нанобактериями ассоциированы специфические полипептиды и ДНК (несколько статей, разные авторы)».

Посмотрю точные формулировки в тех статьях, чуть позже сброшу.

Почему я форму клеток и вызывание камней в почках поместил в "Ни ЗА, ни ПРОТИВ"? Форма - вещь хлипкая. Не все, что похоже на бактерию, является бактерией. Интересно, что "отец-основатель" Роберт Фолк в посвященной нанобактериям фотогалерее сделал раздел типа "А вот это то, что похоже на нанобактерии, но нанобактериями не является". И перед тем. как публиковать первую статью, чуть ли не несколько лет проверял, чего же он видит - реальные объекты, или неизбежные при сканирующей эл.микроскопии артефакты. Правда, кроме сканирующих, сейчас есть гораздо более убедительные просвечивающие микрофотографии.

И про способность вызывать камни в почках не все так просто. То, что вызывают - можно считать экспериментально доказанным фактом. Но почему вызывают - большой вопрос. Либо - из-за своей жизнедеятельности, либо - просто служат пассивными центрами кристаллизации. Это прямо пишут сами авторы публикаций (мол, нуждается в дополнительных исследованиях).  А то, что они после введения в кровь очень быстро оказываются в почках, так это не удивительно, учитывая, сколько жидкости почки фильтруют за сутки. Как написал один знакомый медик, "им с их размерами просто некуда больше деваться".

[DNAoidea]

О "видах" говорить ИМХО ещё рано... Тем более, что что такое вид у прокариот - это гораздо менее тривиально, чем у эукариот, да как-то... э-э-э-э... странно говорить о числе видов в связи со "сложностью" генома.
говорят о наночастицах или процессах минирализации просто из осторожности - коль скоро ничего не нашли, то и не делают лишних движений.

[sss]

О "видах" говорить ИМХО ещё рано... Тем более, что что такое вид у прокариот - это гораздо менее тривиально, чем у эукариот, да как-то... э-э-э-э... странно говорить о числе видов в связи со "сложностью" генома.
говорят о наночастицах или процессах минирализации просто из осторожности - коль скоро ничего не нашли, то и не делают лишних движений.

Да я и не спорю. Просто хотел подчеркнуть, что асолютно не факт, что разные исследовательские группы в разных странах работают с одними и теми же объектами. А о связи числа видов со сложностью генома - это так, просто общие рассуждения по принципу "чем больше генов в геноме, тем больше возможных комбинаций/перестановок". Собственно, оффтоп. А насчет "лишних движений" -  о самоподдерживающейся минерализации говорят именно оппоненты, не из осторожности, а в качестве альтернативного объяснения. А вот наночастицы вместо нанобактерий - да, согласен, из осторожности (причем далеко не все).

И вообще, я начинал тему как ответы на вопросы. А сейчас на полном серьезе задумываюсь о собственных экспериментах, применительно к минерализации в пещерах. И уже начинаю потихоньку продумывать эксперименты.