paleoforum.ru

В одном из постов я упомянул о некультивируемых микроорганизмах.
Jpx спросил, где можно о них прочитать, а Gilgamesh предложил написать в отдельной теме. (Если модераторы/и или другие участники посчитают, что тема засоряет форум - можно перенести общение в "личку". Учтите также, что на тему могут слететься микробиологи и молекулярщики, а у вас и так - то КОНЬ какой-то бродит, то монахи).

Поскольку форум не микробиологический - краткий экскурс в историю проблемы.
Если вначале буду излагать общеизвестные вещи - заранее простите.

Речь идет не о всех микроорганизмах, а только о прокариотах - бактериях и
археях. Со времен Луи Пастера основной способ изучения бактерий - это выделение их в чистую культуру на искусственную питательную среду. Исследуемый материал распределяется по поверхности среды, присутствующие в нем отдельные микробные клетки начинают размножаться и  образуют визуально различимые колонии. Вот с этими колониями и начинают работать.

Почему нельзя исследовать бактерии непосредственно в окружающей среде
методами прямой микроскопии? Морфология прокариотных клеток достаточно
однообразна, и по внешнему виду бактерию (за редкими исключениями)
идентифицировать нельзя.  Прямая микроскопия применяется, но в основном для подсчета суммарного числа бактерий (без видовой идентификации), и их пространственного распределения в среде.
А для изучения и видовой идентификации обязательно нужна чистая культура,
выращенная на искусственной питательной среде.

Основная проблема при выделении бактерий - это подбор соответствующей
питательной среды и условий культивирования, поскольку если среда и/или
условия не подходят для данной бактерии - она просто не образует колонию и не
будет учтена. Таким образом, наши представления о биоразнообразии бактерий
фактически зависят от того, насколько удачно подобраны среды для их выделения и условия культивирования.

А надо заметить, что требования различных видов к питательной среде и условиям очень сильно различаются - по мере развития микробиологии это становилось все очевиднее. Например, какая-нибудь почвенная Bacillus прекрасно растет на питательных средах самого разного состава - от мясного отвара до синтетической среды с глюкозой и минеральными элементами, а некоторые паразитические или симбиотические
виды требуют точно сбалансированных количеств разнообразных аминокислот,
пуринов, витаминов, углеводов и т.д. А какие-нибудь водные олиготрофы вообще гибнут на богатых средах из-за субстратного ингибирования.

Тем не менее, к концу 70-х в микробиологии господствовало мнение, что о
видовом разнообразии бактерий, по крайней мере в "основных" местах обитания
(вода, почва, организм человека и животных, растения), известно если не все, то
почти все. За 100 лет все мыслимые питательные среды подобраны, опубликованы в учебниках и методичках, все виды прилежно описаны и включены в определители. Открытие каждого нового вида было достаточно большим событием.

Правда, было показано,что методы прямого счета (с использованием микроскопа)
дают общую численность бактерий в почве и в воде как минимум на 2-3 порядка (!) больше, чем обнаруживается при высеве на стандартные питательные среды. "Нестыковку" объясняли 1) недостаточным диспергированием
исследуемого материала, когда  группа бактериальных клеток
дает на питательной среде одну общую колонию, и, таким образом,
учитывается как одна клетка; 2) наличием в популяции большого числа мертвых клеток, которые под микроскопом (без спец. методов окраски) неотличимы от живых, но колоний на питательной среде, естественно, не образуют.

Однако в 1983 г произошло революционное событие - открытие полимеразной
цепной реакции (ПЦР, в англоязычной литературе - PCR). Методы диагностики, использующие ПЦР, позволили обнаруживать и идентифицировать фрагменты бактериальной ДНК непосредственно в окружающей среде, даже если они присутствуют там в минорных количествах.
И очень быстро обнаружилось, что огромное количество (в некоторых случаях -
до 90-99%) ДНК-последовательностей, выявляемых в окружающей среде,
не может быть отнесено ни к одному из  известных видов бактерий или архей. Т.е. из "плавающих" в окружающей среде  последовательностей только 1-10% принадлежат известным видам, а остальные - неизвестно кому. Эти "неизвестно кто" и были названы "некультивируемыми видами" (не путать с некультивируемыми формами).

Литература, особенно англоязычная,  сейчас пестрит сообщениями о некультивируемых видах (Google, например, на запрос "non-cultivated" microorganisms сходу выдал 996 документов). Их находят везде -
от воды, почвы, организма человека и животных до "экзотических" мест обитания
(глубоководные вулканические источники и т.д.).  Причем в целом ряде случаев не удается обнаружить полных аналогов в имеющихся генетических базах данных, в связи с чем появляются формулировки типа "Обнаруженные бактерии наиболее близки к цианобактериям, однако, без существенного сходства" (выделенная фраза - из статьи Семиколенных .А. "МИКРОБИОЛОГИЯ ПЕЩЕР..." - чтобы не обвинили в плагиате!).

Пока эти микроорганизмы не выделены в чистые культуры на искусственные питательные среды, главное, что о них можно сказать - это что они ЕСТЬ, и по крайней мере часть из них не может быть отнесена ни к одной из известных групп бактерий или архей.

Удастся ли их выделить в чистые культуры и изучить?  Видимо, со временем подходящие среды и условия культивирования будут подобраны. Главное, что стало ясно, что среды и методы культивирования, использовавшиеся до сих пор, дают, мягко говоря очень неполное представление о реальных микробных сообществах, и надо продолжать подбирать новые среды/методики.

Каков процент "некультивируемых" среди общего числа прокариот? Никто не знает, оценки варьируют в основном от 90 до 99,9%. Лично я полагаю, что 90%
ближе к истине, и суммарное число видов бактерий и архей на Земле вряд ли сильно превышает 100 тыс. (на сегодняшний момент выделено в чистые культуры и описано немногим более 10 тыс. видов, из них 2 тыс. - с середины XIX в. по конец 70-х ХХ в., а более 8 тыс. - с конца 70-х).

Gilgamesh задал вопрос, обнаружены ли среди "некультивируемых" новые таксоны высокого ранга. Вопрос сложный. Систематика прокариот разработана слабо. До недавнего времени "наивысшим таксоном" был род, иногда их объединяли в семейства. Все попытки выделить таксоны более высокого ранга
отражали в основном не реальную эволюционную близость, а текущий уровень развития микробиологических методов и личные предпочтения авторов. Достаточно сказать, что Археи в качестве самостоятельной эволюционной
ветви выделили только в конце 70-х - начале 80-х, а до этого относили к бактериям.
С развитием молекулярно-генетических методов  "филогенетическая" систематика начала бурно развиваться, и в  настоящее время на основе индексов генетического сходства у Архей выделяют три четко различимые эволюционные линии, у Бактерий - 8-10. Но эти линии пока не получили ранга таксонов, аналогичных таксонам у эукариот. В каждой линии есть "некультивируемые" и
неидентифицированные виды, известные только по фрагментам ДНК.
Однако мне неизвестно ни одной линии, которая была бы составлена ТОЛЬКО
из некультивируемых. Хотя, генетические базы непрерывно пополняются, и
не исключено открытие среди "некультивируемых" таксонов такого же высокого ранга, как Археи, Бактерии
и Эукариоты.

Извините за многословие, сокращался как мог.

sss, Ваша тема форум украшает, засоряют её некоторые другие, а микробиологи и молекулярщики - симбионты палеонтологов, в отличие от конных монахов с Земли На Трех Китах (в созвездии скукоженной Вселенной). Да и  вообще - это форум для всех биологов!
Вообще, это замечательно, что появилась тема, где компетентный в какой-то науке человек делится частью опыта с публикой, побольше бы таких тем (отдельные темы здесь привлекают систематиков, другие - зоологов, теперь ещё одна био наука имеет своё представительство).

"(не путать с некультивируемыми формами)"
А что такое некультивируемы формы?

В общем, определителем Берджи пора печку топить, грубо говоря? Т.е. до новых претендующих на полноту каталогов, обобщений и синтезов в микробиологии теперь снова как до Луны, как это было во времена Пастера?

А чего в «небиологических разговорах»? Тема то чисто  биологическая.

А вообще очень интересно. А изучалась ли организация ДНК и др. структур клеток этих бактерий, в плане их сравнения с таковыми у эубактерий и архебактерий – есть ли какие-нибудь различия между ними в этом.

Очень похоже на ситуацию в астрофизике – там тоже обнаружили что известное нам вещество в виде атомов, молекул и т.д., из которых строяться галактики, звезды планеты, составляется всего несколько процентов от всей массы материи Вселенной, а основная масса Вселенной, тоже порядка 97%, заключена в «темной материи» природа которой не известна.

Спасибо за поддержку темы! Не ожидал, что микробиология вызовет такой интерес у палеонтологов (хотя о чем это я -  меня ведь заинтересовали "палеонтологические" темы).  

Gilgamesh
А что такое некультивируемы формы?
До недавнего времени у бактерий были известны всего две специализированные клеточные структуры для пережидания неблагоприятных условий – эндоспоры и цисты. Эти структуры образуются относительно небольшим числом видов и хорошо изучены.

Однако недавно было обнаружено, что многие другие виды бактерий также способны переходить в покоящееся состояние под действием неблагоприятных условий (голодание, пониженная или повышенная температура и т.д.). Эти формы характеризуются морфологическими изменениями, низким уровнем метаболизма, утратой способности к размножению Они не выявляются при высевах на питательные среды (поэтому были названы НЕКУЛЬТИВИРУЕМЫМИ ФОРМАМИ), однако могут быть переведены в "культивируемое" состояние при изменении условий, при попадании в организм основного или промежуточного хозяина (для болезнетворных), или с помощью специальных индукторов. Выяснилось, что именно "некультивируемые формы" ответственны за неожиданные вспышки некоторых инфекций (например - холеры, чумы), когда между эпидемиями возбудитель никуда не девается, хотя и не выявляется стандартными микробиологическими  анализами.

"Некультивируемые формы" патогенных бактерий обнаружены не только в окружающей среде, но и в тканях, органах человека и животных. Существование таких покоящихся форм может объяснить периодически возникающие рецидивы болезни у, казалось бы, вылеченных больных (пример – кокковидная неразмножающаяся форма возбудителя туберкулеза в организме человека-носителя, устойчивая к антибиотикам, не выявляемая микробиологическими высевами, но способная неожиданно активизироваться и вызвать заболевание).
В отличие от "некультивируемых видов", которые обнаруживаются только молекулярно-генетическими методами, "некультивируемые формы" можно выявить с помощью, например, иммуноферментного анализа, по метаболической активности, или индуцировав их переход в "культивируемое" состояние.

В общем, определителем Берджи пора печку топить, грубо говоря? Т.е. до новых претендующих на полноту каталогов, обобщений и синтезов в микробиологии теперь снова как до Луны, как это было во времена Пастера?
Как ни грустно, но, похоже, это действительно так. Впрочем, последним изданием и так пользоваться затруднительно. Наплодили кучу новых родов с единственным видом и смутным описанием, а на некоторые действительно важные группы вообще не дают ключа. Открываем, например, широко распространенный р. Bacillus: "Дифференциация видов представляет трудности из-за их большого числа и неполноты описаний ряда недавно опубликованных видов"; р. Clostridium (тоже широко распространен): "Дифференциацию видов лучше проводить в специализированной лаборатории ... В последнее время описано много новых видов, и число видов  в роде достигло 100". Все – дальше определяй, как хочешь. Будем ждать появления "генетической" систематики (надеюсь, доживу).
Вообще, сейчас в микробиологии после определенного периода застоя валом пошли открытия по самым разным направлениям (не только молекулярно-генетическим), которые довольно сильно переворачивают наши взгляды на мир микробов. Возьмем, например, "нанобактерии", о которых так много говорят в последние годы. Если это не артефакт и не научное заблуждение, тогда - перед нами фактически новая форма микробной жизни ("недостающее звено" между неживым и живым?).

Pavel
А изучалась ли организация ДНК и др. структур клеток этих бактерий, в плане их сравнения с таковыми у эубактерий и архебактерий – есть ли какие-нибудь различия между ними в этом.

Клеточные структуры точно не изучались, поскольку сами клетки не культивировались, а известны исключительно по фрагментам ДНК. Видимо, все-таки придется выделять "некультивируемых" в чистые культуры. Однако для этого нужны дешевые, быстрые и доступные любой лаборатории методы генетического анализа. Тогда, например, обнаружив в образце ДНК "некультивируемых", можно начать подбирать среды и условия, каждый раз проверяя генетическими методами:  выросшая колония – это искомый "некультивируемый микроорганизм", или нет? Если нет – опять варьировать среды и условия, пока, наконец "некультивируемый" не станет культивироваться. Лично я убежден, что раз они в природе растут, значит – и в пробирке рано или поздно вырастут, надо только научиться выращивать. Другой возможный способ "взглянуть им в лицо" – это попробовать посадить на выделенную "некультивируемую" ДНК какую-нибудь флуоресцентную или радиоактивную метку, запустить в природу и посмотреть, с кем она сгибридизируется по принципу комплиментарности. Наверняка молекулярщики об этом уже подумывают, но публикаций таких я не встречал.

Что же касается организации ДНК – в основном для диагностики используют не всю ДНК, а только участок, кодирующий 16S рибосомальную РНК, и здесь каких либо принципиальных отличий между бактериями, археями и "некультивируемыми", насколько я знаю, нет. 16S РНК выбрана по ряду вполне биологически обоснованных  причин. Но такой подход еще и "от бедности": анализировать целую ДНК очень накладно и трудоемко, полное секвенирование генома выполнено для очень немногих прокариот (вспомните, сколько сил и лабораторий по всему миру было задействовано на геном человека, а ведь у бактерии всего в 10 раз меньше генов, чем у нас).

Простите за дилетантский вопрос, как именно
удается определить, что эти самые ДНК-последовательности принадлежат бактериям
а не вирусам, например?

Machairodus

ЦитироватьПростите за дилетантский вопрос, как именно
удается определить, что эти самые ДНК-последовательности принадлежат бактериям а не вирусам, например?

Извиняться не за что, вопрос вполне законный.
Дело в том, что анализ на основе ПЦР при правильном подборе ПРАЙМЕРОВ строго специфичен к конкретным участкам ДНК. Поэтому для диагностики, например, возбудителя холеры выбирают ген, имеющийся ТОЛЬКО у холерного вибриона, и больше - ни у кого на свете. Тогда метод будет "реагировать" только на ДНК холерного вибриона, и ни на чью другую.
Для обнаружения "бактерий вообще" для анализа выбирают ген (или гены) которые есть у всех бактерий, но отсутствуют у остальных организмов (вирусов, эукариотов). На практике для выявления прокариот был выбран ген, кодирующий 16S рибосомальную РНК.
Основные причины:
1) этот ген имеется у всех известных бактерий и архей, но отсутствует у эукариот  и вирусов;
2) этот ген имеет консервативные участки, одинаковые у всех прокариот, и
видоспецифичные участки. Консервативные участки служат для присоединения
праймеров, а видоспецифичные - для определения видов;
3) в силу ряда причин степень близости между "видоспецифичными" участками
разных видов очень хорошо отражает их эволюционную близость;
4) в данном случае для анализа можно использовать и саму рибосомальную
РНК, которая в любой бактерии присутствует в гораздо бОльшем количестве,
чем соответствующий ей ген. Только ее надо сначала "превратить" в ДНК
с помощью обратной транскриптазы.

Нуклеотидные последовательности 16S-РНК всех известных видов бактерий и Архей (порядка 10 тыс. видов) имеются в международных базах данных и открыты для широкого доступа. Выявив очередную 16S-РНК последовательность в окружающей среде, ее сравнивают с имеющимися в базах данных, и если не находят соответствия - объявляют принадлежащей очередному "некультивируемому" виду,присваивают номер и размещают в базе данных.

Вирусам и эукариотам в данном случае просьба "не беспокоиться", т.к. у них нет 16S-РНК "по определению", и ПЦР их просто "не заметит". Правда, если на Земле есть какие-нибудь гипотетические неизвестные микроорганизмы (типа пресловутых "нанобактерий"), не имеющие 16S РНК, их тоже не заметят.

Научно-популярную статью о методе ПЦР (правда, с медицинским уклоном)
можно прочитать, например, здесь:
http://sciencerussian.sibenzyme.com/article11_article_9_1.phtml
Только там картинка не очень удачная - оба праймера показаны одним и тем же
цветом.
Почему выбрали именно 16S-РНК - можно прочитать, например, здесь:
http://www.rusbiotech.ru/2003/old/genosistem.html

Вот википедия сообщает что 16S rRNA есть у млекопитающих
http://en.wikipedia.org/wiki/16S

ЦитироватьВот википедия сообщает что 16S rRNA есть у млекопитающих

Уф... напугали... Сразу кинулся смотреть - неужели сенсация?
Да нет, все нормально - в статье речь идет о МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ 16S rRNA. Она есть не только у млекопитающих, но и вообще почти у всех эукариот (исключение - какие то экзотические амебы, не имеющие митохондрий). Просто митохондрии - это потомки симбиотических бактерий, "внедрившихся " в доисторическую эукариотическую клетку (собственно, внедрение митохондрий в уркариота и привело к появлению "натстоящей" эукариотической клетки). Соответственно, и геном у митохондрий чисто бактериальный, в т.ч. - 16S rRNA. Митохондриальный геном хорошо изучен, благо генов там, кажется, всего 200 с небольшим. В международных базах данных митохондриальные 16S RNA соседствуют с бактериальными, правда, в отдельном разделе.

А можно на нанобактериях подробей остановиться?

Gilgamesh
"А можно на нанобактериях подробей остановиться?"
Сегодня уже поздно, только с работы пришел, и спать охота. Пока "для разгона"
прочитайте вот это. Статья грешит излишней сенсационностью, к тому же многое свалено в кучу (особенно - "бактерии с Марса"), ряд спорных моментов автор подает как уже доказанные. Но в целом хроника событий изложена верно, так что как введение в тему вполне пойдет:
http://www.bio.su/press_2004oct_026r.htm
Обязательно прочитайте комментарий к статье.
А завтра постараюсь написать в научном плане (по первоисточникам).
В целом же - отношение к нанобактериям в молекляроно-микробиологическом  сообществе от восторженно-оптимистичного до скептического. Оптимисты-энтузиасты видят в них прямых потомков первичных клеток ("недостающее звено" между самореплицирующейся РНК и первой клеткой); скептики видят в них артефакт либо неживые органо-минеральные комплексы, ошибочно принимаемые за живые клетки (вроде "живого вещества" Лепешинской).
Однако даже самые отъявленные скептики открыто надеются, что нанобактерии действительно окажутся живыми организмами.

Уважаемый sss, большое спасибо за интереснейшие сведения! Я тоже с нетерпением жду рассказа о нанобактериях. А еще, если у Вас будет возможность, не могли бы вы заглянуть на эту ветку: http://www.paleo.ru/forum/viewtopic.php?t=1090&start=105
там возникли вопросы по происхождению бактериальных жгутиков.

Обещанный материал о нанобактериях. Постараюсь излагать кратко, но без потери "научности". Ссылки на публикации буду давать только в крайнем случае, чтобы не загромождать текст. Если понадобятся еще ссылки - могу дать в отдельном посте (большинство наиболее важных статей есть в прямом доступе целиким либо в Abstracts).  Материал разобью на два поста: первый – история и современное состояние проблемы, второй – гипотеза о нанобактериях, как первых организмах на Земле.

ПОСТ N1
Нанобактерии - это круглые либо овальные органо-минеральные структуры размером от 30 (по некоторым публикациям - от 20) до 200 нм,  способные к самостоятельному размножению . Размножение может быть подавлено некоторыми антибактериальными антибиотиками, веществами, ингибирующими синтез ДНК/РНК, сверхвысокими дозами радиации. По крайней мере, у некоторых из них  есть клеточная стенка, напоминающая клеточную стенку грамотрицательных бактерий (цитоплазматическая мембрана+тонкий слой пептидогликанов +наружная мембрана). Вокруг "клетки" (либо - вокруг конгломерата "клеток"),  как правило, откладывается слой минеральных солей (в основном - фосфат либо карбонат Ca). Иногда соли откладываются и внутри "клетки".

Специфическая окраска на наличие ДНК показывает присутствие внутри "клеток" ДНК. (Имеется в виду окраска современными методами - с  использованием "меченых" ДНК-специфичных антител). Структурные особенности и нуклеотидные последовательности ДНК не изучены.  Электрофорез (и, кажется, иммунологический анализ тоже) показывает наличие белков.  Качественное разнообразие белков невелико (по разным публикациям - от 4-5 до 30 и более различных белков).  

"Пикантность" ситуации заключается в том, что даже КРУПНЫЕ (100 нм) нанобактерии  гораздо МЕЛЬЧЕ, чем "положено" прокариотической клетке.  (С учетом необходимости иметь минимальный набор белков и кодирующих их генов, и хотя-бы одну рибосому, прокариотическая клетка должна иметь размер около 200 нм - см.  Size Limits of Very Small Microorganisms Proceedings of a Workshop, National Academy of Sciences, 1998 на http://www7.nationalacademies.org/ssb/nanomenu.html)
А МЕЛЬЧАЙШИЕ ИЗ НАНОБАКТЕРИЙ имеют размер, соответствующий размеру самых мелких ВИРУСОВ (и примерно в 10 раз мельче крупных вирусов).  

Исторический очерк.
Термин "нанобактерии" впервые ввел Richard Y. Morita в 1988, однако "отцом" нанобактерий считается Robert L. Folk (Department of Geological Sciences, University of Texas).  Начиная с 1992 он опубликовал серию работ, завершившихся итоговой статьей в Natural Science, 1997 (http://naturalscience.com/ns/articles/01-03/ns_folk.html). В этой статье он утверждал, что  во многих осадочных минералах в "ненормально большом" количестве присутствуют исключительно мелкие бактерии размером 50-200 нм,  которые играют ключевую роль в большинстве геохимических процессов на поверхности Земли, по суммарной биомассе превышают все остальные живые организмы, и представляют собой новую доселе неизвестную форму жизни.

Далее последовали другие геологические публикации, в которых, в частности, было показано наличие в нанобактерииях ДНК, C, O, N, а также цитоплазмы, окруженной то-ли мембраной, то-ли подобием клеточной стенки (Uwins, et al., 1998, http://minsocam.org/MSA/ammin/toc/Articles_Free/1998/Uwins_p1541-1550_98.pdf). Сюда же примыкает знаменитая публикация NASA  об обнаружении "нанобактериоподобных окаменелостей" в марсианском метеорите (1996).  

С 1998 "инициативу" в исследовании нанобактерий прочно захватили биологи с медицинским уклоном. Группа финских исследователей (Kajander и др., University of Kuopio, Finland) опубликовала ряд статей, в которых утверждала, что им удалось выделить и культивировать in vitro нанобактерии из почечных камней.  Сообщалось о подавлении роста нанобактерий некоторыми антибиотиками,  веществами, ингибирующими синтез нуклеиновых кислот, сверхвысокими дозами радиации. Сообщалось об успешном выделении и анализе ДНК, на основе чего было  указано приблизительное систематическое положение  нанобактерий среди других прокариот.

Эти же авторы впервые возложили на нанобактерии ответственность за процессы патологической кальцинификации в  человеческом организме (образование камней, кальцинификация сосудов и сердечной мышцы, артрит и т.д.).

Эти же авторы сформулировали гипотезу, объясняющую, как могут существовать микроорганизмы с "запрещенным" размером клетки и фактически объявили нанобактерии "первичными" живыми организмами на Земле (подробности и ссылки – в ПОСТЕ N2).  

В 2000 в Microbiology ("главный" микробиологический журнал) была опубликована "разгромная" статья John O. Cisar et al. An alternative interpretation of nanobacteria-induced biomineralization (http://www.pnas.org/cgi/content/full/97/21/11511). Авторы, повторив эксперименты финов, пришли к выводу, что "нанобактерии" - это неживые минеральные образования, действие антибиотиков связано исключительно с ингибированием процессов "абиогенной" кристаллизации фосфата Ca, а обнаруженная Kajander ДНК - продукт бактериального загрязнения образцов широко распространенной в природе Phyllobacterium mysinacearum. "Размножающиеся нанобактерии", наблюдаемые в  электронный микроскоп - это просто необычная форма кристаллизации.  

Тема "нанобактерий" фактически объявлялась закрытой, как "живое вещество" Лепешинской или самозарождение жизни в кастрюле со вчерашним супом.  Однако некоторые исследователи, в том числе специалисты по биоминерализации, поставили выводы о "неживой" природе нанобактерий под сомнение.  

Тем временем фины основали компанию "Nanobac Life Sciences" по продаже  диагностических наборов для выявления нанобактерий, что дало повод обвинить их в шарлатанстве и корыстных интересах.

Между тем в медицинской печати стали одна за другой появляться статьи об обнаружении нанобактерий в человеческом организме и их роли в различных патологиях, связанных с отложением кальция.  

Наконец, в 2004 появилась фундаментальная статья "Evidence of Nanobacterial-like Structures in Human Calcified Arteries and Cardiac Valves"   в American Journal of Physiology.  (http://ajpheart.physiology.org/cgi/content/abstract/00075.2004v1). После многократной проверки  коллектив авторов из США (13 человек) фактически ПОДТВЕРДИЛ ВЫВОДЫ О ЖИВОЙ ПРИРОДЕ нанобактерий и их ответственности за отложения солей кальция в организме человека. Нанобактерии объявлялись живыми, имеющими ДНК и клеточную стенку, способными размножаться на искусственной питательной среде. Рост и размножение сопровождается поглощением из среды меченого уридина,  что говорит о синтезе РНК.

В настоящее время предпринимаются попытки извлечь и проанализировать ДНК и РНК из нанобактерий, однако свежих публикаций я не встречал.  Все последующие публикации (по 2006 включительно) посвящены дальнейшему   изучению роли нанобактерий в патогенезе, поиску антимикробных агентов против них, обнаружению нанобактерий в окружающей среде, их морфологической и иммунологической характеристике, их роли в формировании осадочных пород.

В целом в "медицинском плане" подтверждаются выводы финов и американцев, в "геологическом" - выводы Robert L. Folk (см. в начале).  Картинку, иллюстрирующую относительные размеры бактерий, нанобактерий и вирусов, можно посмотреть здесь (рекомендую - нарисовано очень наглядно): http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/dn5009/dn5009-1_548.jpgФотогалерею электронно-микроскопических снимков нанобактерий можно посмотреть здесь: http://www.msstate.edu/dept/geosciences/4site/photo_gallery.htm

Конец ПОСТА N1
Ждите ПОСТ N2 с теорией, объясняющей "жизненную стратегию" нанобактерий и их схожесть с гипотетическими первыми клетками.

Нанобактерии - ПОСТ N2
Таким образом, в отношении нанобактерий с достаточной степенью достоверности известно, что:
1. Они имеют клеточное строение: цитоплазма, в которой выделяются электронноплотные участки (молекула ДНК?), и клеточная стенка, похожая на клеточную стенку грамотрицательных бактерий.
2. Они имеют исключительно малый ("запрещенный для прокариот") размер клеток, сопоставимый с размером мельчайших вирусов.
3. В отличие от вирусов, они способны размножаться вне живых клеток, в том числе на искусственных питательных средах. Одна из первых линий, выделенных в культуру, культивируется уже 6 лет (при ежемесячных пересевах на свежую среду).
4. Они содержат ДНК неустановленной (пока) структуры и ограниченное количество специфических белков (по разным оценкам – от нескольких до нескольких десятков). (Для сравнения – геном типичных бактерий кодирует несколько тысяч полипептидов).
5. Рост и размножение нанобактерий сопровождается синтезом нуклеиновых кислот и белков.
6. Скорость роста нанобактерий исключительно низкая – примерно в 10000 раз меньше, чем скорость роста "классических" бактерий.
7.  Одни и те же нанобактерии, предположительно, с "одинаковым успехом" способны расти как в окружающей среде, так и внутри эукариотических организмов.
8. Метаболизм нанобактерий, по-видимому, сильно отличается от метаболизма других организмов, и по неясным пока причинам тесно связан с процессами биоминерализации.

Для объяснения особенностей нанобактерий Kajander и его коллеги предложили следующую теорию:
1. Нанобактерии не синтезируют собственные аминокислоты (и нуклеотиды?), а используют уже готовые (из окружающей среды), в том числе, возможно, уже фосфорилированные
2. Нанобактерии не синтезируют жирные кислоты, а используют уже готовые из окружающей среды. В случае нехватки экзогенных жирных кислот мембранные липиды частично заменяются фосфатом Ca.
3. У них отсутствуют "энергоемкие" системы активного транспорта, характерные для про- и эукариотических клеток. Транспорт веществ в клетку и из клетки осуществляются за счет диффузии и броуновского движения; этому способствуют ультрамикроскопические размеры клетки ("хорошее" соотношение поверхность/объем).
4. Концентрация растворенных веществ, и, соответственно, осмотическое давление внутри нанобактерий не отличается от окружающей среды. (У "нормальных" про- и эукариотических клеток концентрация веществ в цитоплазме повышена, что увеличивает скорость химических реакций, но требует больших затрат на поддержание внутреннего гомеостаза. У бактерий, например, "траты на поддержание" примерно равны "тратам на рост и размножение". Поэтому длительное голодание приводит к гибели клетки). Отсутствие затрат на поддержание гомеостаза позволяет нанобактериям "голодать" неограниченно долго. (Можно сравнить с потребностями в пище "теплокровных" и "холоднокровных" животных).

Таким образом, отсутствие сложных транспортных и регуляторных систем, использование для синтеза макромолекул уже готовых "кирпичиков" (возможно, даже уже фосфорилированных), позволяет нанобактериям обходиться минимумом белков, и, соответственно, минимумом генов.
Отсутствие затрат на поддержание гомеостаза позволяет нанобактериям реализовать очень простую жизненную стратегию:
когда пища есть – они растут и размножаются; когда пищи нет – они ждут, пока пища появится.
Концентрация "пищи" в окружающей среде существенного значения не имеет (мало пищи – будем расти медленно, много пищи – будем расти быстрее).
Кроме этого, "простота конструкции" обеспечивает нанобактериям высокую устойчивость к неблагоприятным факторам среды (температура, радиация).
Правда, за "простоту конструкции" приходится платить малой скоростью роста. Но нанобактерии никуда и не торопятся.

С учетом перечисленного, нанобактерии, по мнению Kajander et al., а также ряда других исследователей, хорошо подходят на роль "первичных живых организмов".

В заключение добавлю, что 1) живая природа нанобактерий до сих пор признается не всеми, хотя с каждым годом скептиков все меньше;
2) нет полной гарантии, что различные исследователи, занимающиеся нанобактериями, работают с одними и теми же объектами: нельзя исключить, что под общее название "нанобактерии" попадают совершенно разные группы живых организмов; 3) среди вала научных публикаций по нанобактериям только относительно небольшое число действительно научные; 4) в теме "нанобактерии" уже появились "радикальные" взгляды – некоторые авторы уже списывают на нанобактерии все хронические болезни, старение, выпадение дождей, гибель марсианской цивилизации, образование кальций-фосфатного скелета у животных. Эти "радикальные" идеи имеют право на существование, но никакого экспериментального обоснования не имеют.

Домашний сайт "финской" NanobacLab  с их последними  публикациями:
http://www.nanobaclabs.com/index.htm
Вроде все. Пойду размышлять про жгутики.

sss
Круто, раньше о нанобактериях я информации не встречал.

А что значит - "живая природа нанобактерий до сих пор признается не всеми". Имеется ввиду их клеточная природа или есть аргументы что это  вообще неживое вещество (исходя из того что вирусы - это живые организмы). Неужели так трудно действительно определить что это такое - нанобактерии, ведь вы пишете   к тому же что "Одна из первых линий, выделенных в культуру, культивируется уже 6 лет (при ежемесячных пересевах на свежую среду)".

pavel

ЦитироватьА что значит - "живая природа нанобактерий до сих пор признается не всеми".

Собственно, те, кто занимается нанобактериями, не сомневаются в их живой природе.
Основные аргументы скептиков: то, что считают "нанобактериями" - это неживые органо-минеральные образования, внешне похожие на живые организмы. Рост в культуре - это "медленная" (неизученная) форма кристаллизации  фосфатов в присутствии органики. ДНК и белки - продукт бактериального загрязнения препаратов и/или результат захвата макромолекул в процессе кристаллизации. В общем, повторяют доводы John O. Cisar et al (см. ПОСТ N1 по нанобактериям).
Впрочем, скептиков становится все меньше, а их аргументация выглядит все более "притянутой за уши".

Неужели так трудно не допустить примесей инородных ДНК. Тем более если есть чистая культура этих организмов.

pavel
Неужели так трудно не допустить примесей инородных ДНК. Тем более если есть чистая культура этих организмов.

У финов в первой публикации (см. Пост N1 - исторический очерк) действительно оказалось бактериальное заражение. Культура жидкая, среда богатая - случайно заразить ее "раз плюнуть". А фины на радостях опубликовали результаты анализа 16S, что (в том числе) и дискредитировало остальные результаты. Впрочем, сейчас наличие собственной "нанобактериальной" ДНК показано вполне убедительно. В общем, в живой природе нанобактерий сомнений уже, по-моему, не осталось. Просто окончательно их "признают", когда они войдут в учебники по микробиологии.

Чтож подождем – вещь действительно интересная.


А финны поспешили все-таки. Могут когда захотят.  :lol:  :lol:  :lol:

Насчёт нанобактерий, главное сомнение вот в чём: если они существуют, следовательно, ТЕХНИЧЕСКИ возможно самостоятельное существование и размножение на уровне сложности вирусов. То есть, вирусы являются паразитами не за счёт своей сложности, а просто так.

Это противоречит общему принципу, что паразитизм обычно влечёт упрощение и, собственно, ради него и развивается.

Если же нанобактерии существуют, то они должны относиться к той же группе, что и вирусы. То есть, вирусы -- это нанобактерии-паразиты, а нанобактерии -- это автономные вирусы.

Насчёт некультивируемых обычных бактерий

А зарегистрировано ли некоторое количество случаев, когда:

1) организм сперва был некультивируемым и наблюдаемым только по остаткам ДНК
2) затем для него подобрали питательную среду
3) провели прямое наблюдение нового организма при помощи микроскопии

?

Если такие случаи были, то как можно охарактеризовать то, что не получалось раньше при приготовлении питательных сред? То есть, ЧЕГО ТАКОГО нужно было этим организмамам от среды, чего раньше не могли или не умели создавать?

Цитата: "Dims"
Если же нанобактерии существуют, то они должны относиться к той же группе, что и вирусы. То есть, вирусы -- это нанобактерии-паразиты, а нанобактерии -- это автономные вирусы.

Из каких же положений вытекает это умозаключение?

«То есть, вирусы являются паразитами не за счёт своей сложности, а просто так.
Это противоречит общему принципу, что паразитизм обычно влечёт упрощение и, собственно, ради него и развивается.»

Ну так оно и есть. Паразитизм вирусов – ВТОРИЧНОЕ явление. Это такие же живые организмы как и клетки, независимо от того паразитируют они или нет.





«Если же нанобактерии существуют, то они должны относиться к той же группе, что и вирусы. То есть, вирусы -- это нанобактерии-паразиты, а нанобактерии -- это автономные вирусы.»

Из того что сказал sss о нанобактериях, в случае их существованя, они очевидно относятся к прокариотам: собственная ДНК, белкосинтезирующий аппарат, цитоплазма у них ведь есть.

Присоединяюсь к вопросу Dims о причинах некультивируемости.
В статье Г.А.Заварзина "Современные бактерии и бактериальные сообщества" в сборнике "Бактериальная палеонтология" (М., 2001), например, говорится о железобактерии Leptothrix ferruginea: "Этот основной агент образования болотных руд до сих пор не поддается культивированию, несмотря на массовое развитие в природе".
В одном ручье в северной Карелии я наблюдал буйные заросли какой-то железобактерии, возможно, этой самой. Рыжая муть в местах с менее быстрым течением заполняет практически все русло. Если эту муть высушить, она притягивается магнитом - настоящая железная руда. Ручей вытекает из болота, а в нижней половине ручья из высокого правого берега пробиваются родники. В верхней части ручья, где нет родников, нет и железобактерий. Первое их "поселение", если идти вниз по течению, находится как раз там там, где  теплая, бурая болотная вода впервые смешивается с ледяной, прозрачной родниковой. Может быть, эти твари могут жить только в местах активного перемешивания этих двух различающихся сред? Это не так-то просто воссоздать в лабораторных условиях.

Цитата: "Марков Александр"Может быть, эти твари могут жить только в местах активного перемешивания этих двух различающихся сред? Это не так-то просто воссоздать в лабораторных условиях.

Удивительно ещё то, что неуловимое условие среды не должно быть просто особенностью. Ведь любое живое существо должно цепляться за жизнь, оно должно жить не только в "любимых" условиях, но и в не совсем любимых. То есть, недостающее условие должно быть не просто капризом, а каким-то крайне необходимым для жизни фактором.

Если правда, то некультивируемых организмов 90%, то это фактор, по важности сравнимый с самой водой!

P.S. Здесь я неявно делаю предположение, что недостающее условие одно. В любом случае, ЧТО-ТО у недостающих условий, если их много, должно быть общим, иначе непонятно, как можно было их все долгое время упускать.

Цитата: "pavel"Из того что сказал sss о нанобактериях, в случае их существованя, они очевидно относятся к прокариотам: собственная ДНК, белкосинтезирующий аппарат, цитоплазма у них ведь есть.

Откуда это может быть известно, если их не наблюдали и не анатомировали? Насколько я понял, предположения об их существовании делаются на основе интегральных характеристик среды или колонии. Откуда можно сделать только один (гипотетический) вывод: что там нечто живёт и размножается.

Цитата: "Gilgamesh"

Цитата: "Dims"
Если же нанобактерии существуют, то они должны относиться к той же группе, что и вирусы. То есть, вирусы -- это нанобактерии-паразиты, а нанобактерии -- это автономные вирусы.

Из каких же положений вытекает это умозаключение?

Вирусы же реконструированы. Белковая оболочка, ДНК-шная сердцевина. Белки могут быть достаточно сложными и чего-то даже делать. Размеры, массы известны. Туда просто некуда "залить" цитоплазму, разместить клеточные структуры, чтобы построить бактерию соответствующего размера.

Поэтому на ум невольно приходит образ вируса, у которого просто есть белки, нужные для репликации и воспроизводства, для обмена веществ.

Из того что написано у sss, нанобактерии выглядят прокариотами. Вот выдержка:

"Для объяснения особенностей нанобактерий Kajander и его коллеги предложили следующую теорию:
1. Нанобактерии не синтезируют собственные аминокислоты (и нуклеотиды?), а используют уже готовые (из окружающей среды), в том числе, возможно, уже фосфорилированные
2. Нанобактерии не синтезируют жирные кислоты, а используют уже готовые из окружающей среды. В случае нехватки экзогенных жирных кислот мембранные липиды частично заменяются фосфатом Ca.
3. У них отсутствуют "энергоемкие" системы активного транспорта, характерные для про- и эукариотических клеток. Транспорт веществ в клетку и из клетки осуществляются за счет диффузии и броуновского движения; этому способствуют ультрамикроскопические размеры клетки ("хорошее" соотношение поверхность/объем).
4. Концентрация растворенных веществ, и, соответственно, осмотическое давление внутри нанобактерий не отличается от окружающей среды. (У "нормальных" про- и эукариотических клеток концентрация веществ в цитоплазме повышена, что увеличивает скорость химических реакций, но требует больших затрат на поддержание внутреннего гомеостаза. У бактерий, например, "траты на поддержание" примерно равны "тратам на рост и размножение". Поэтому длительное голодание приводит к гибели клетки). Отсутствие затрат на поддержание гомеостаза позволяет нанобактериям "голодать" неограниченно долго. (Можно сравнить с потребностями в пище "теплокровных" и "холоднокровных" животных). "



Впрочем ваши соображения про размеры действительно интересны: "Вирусы же реконструированы. Белковая оболочка, ДНК-шная сердцевина. Белки могут быть достаточно сложными и чего-то даже делать. Размеры, массы известны. Туда просто некуда "залить" цитоплазму, разместить клеточные структуры, чтобы построить бактерию соответствующего размера. "

Интересно было бы узнать мнение на этот счет у sss. Есть ли такие расчеты?

Отвечаю на несколько постов сразу.
1) О соотношении "нанобактерии-вирусы". Для меня главное отличие - у нанобактерий есть свой аппарат синтеза белка, а вирусы используют белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина. Соответственно, нанобактерии способны размножаться (и размножаются) вне живой клетки, а вирусы - нет.
(А вообще, тема вирусов достаточно сложная и заслуживает отдельного обсуждения. По-моему, вирусы - это полифилетичная группа, куда собраны   объекты различного происхождения, но со схожей "жизненой стратегией".
Сравните, например, бактериофагов, вирусов растений и вирусов животных. А куда вироиды отнести?).
"Нанобактерии не наблюдали и не анатомировали". Перечитайте внимательно мои посты по нанобактериям (может, просто пропустили). И наблюдали, и "анатомировали" - я даже дал ссылки на фотогалереи. Там есть как сканирующие, так и просвечивающие электронные микрофотографии (если в той фотогалерее нет - я ее не всю просматривал, дам другие ссылки). Собственно, их сначала увидели в электронный микроскоп, а уже потом  стали выяснять, живые они, либо - причудливые органо-минеральные образования.

2) О некультивируемости. Я не стал углубляться в этот вопрос в начале темы, т.к. посчитал слишком "специально-микробиологическим". Традиционно под культивированием понимают рост в виде изолированных колоний на "твердых" средах (питательный раствор + агар либо силикагель, иногда - желатин, в качестве "отвердителя").
Очень плохо растут в таких условиях, например, хемоавтотрофы (в т.ч. упоминавшиеся) А. Марковым железобактерии. Про ту конкретную не скажу, а вот для тех, с которыми работают мои друзья в Ин-те биофизики, на образование 1 г биомассы требуется окислить, кажется, 500 г двухвалентного железа. Обеспечить такой приток в чашке Петри на плотной
среде просто нереально, и рост прекращается уже на стадии микроколонии из нескольких десятков клеток.
Очень плохо растут всякого рода облигатные паразиты (особенно -  внутриклеточные). Им, кроме основных питательных веществ, требуются витамины, пурины, незаменимые аминокислоты и прочие "факторы роста". Эти "факторы роста" часто даже неустановлены. Например, образует изучаемая бактерия колонии в присутствии вытяжки из дрожжевых клеток (или там - из плазмы крови) -  и слава Богу. Чего ей там конкретно надо - часто даже не выясняют, главное - растет.
Некоторые растут только при экстремальных значениях рН, температуры, пониженном содержании кислорода. Некоторые патогенные для человека бореллии, например, после непродолжительного контакта с атмосферным воздухом переходят в устойчивое "спящее состояние" (см. пост о некультивируемых формах).
Я сам недавно просто ради интереса проверял наличие облигатных психрофилов ("холодолюбивые" бактерии) в одном из постоянных ручьев  в заповеднике. Оказалось - около 40% (!) по суммарной численности. А наши гидробиологи проводят свои бакт. анализы при +25..+30С, в то время как "мои" психрофилы гибнут уже при +22-24С. Т.е. гидро(микро)биологи при своих высевах в нашей климатической зоне заведомо не учитывают половину бактерий, о чем я им и сообщил с некоторой долей злорадства. На что они мне ответили - у нас есть общепризнанные и общепринятые методики, и шел бы ты со своими психрофилами... Мол, и без тебя тошно.
До относительно недавнего времени как-то "по умолчанию" считалось, что чем богаче среда, тем больше на ней выделится бактерий. Мол, напихаем в среду побольше и поразнообразнее разных компонентов, а уж различные бактерии сами выберут, что им конкретно нужно. Потом обнаружилось, что есть очень обширная группа олиготрофов, для которых "богатые" среды просто токсичны (из-за субстратного ингибирования).

Дело в том, что исторически микробиология выросла из двух направлений: медицинского (выявление и изучение патогенных бактерий и грибов), и "пищевого" (выявление и изучение всяких там молочнокислых, спиртовых и т.д.). А потом подходы, принятые в этих направлениях, довольно механически перенесли на изучение всей остальной микробиоты. После обнаружения хемоавтотрофов, олиготрофов, "экстремалов", подходы к культивированию пришлось достаточно радикально менять. А сейчас, как оказалось, опять придется менять подходы, поскольку имеющиеся на сегодняшний момент методики позволяют "вскрыть" только небольшую часть микробиоты.

Лично я считаю, что любой "некультивируемый" вид рано или поздно удастся прокультивировать. И я не считаю, что "некультивируемые" - это какая-то обособленная специфическая группа. Просто надо еще больше разнообразить методы культивирования, среды, условия.

P.S. О размерах нанобактерий

"...Туда просто некуда "залить" цитоплазму, разместить клеточные структуры, чтобы построить бактерию соответствующего размера. "
Интересно было бы узнать мнение на этот счет у sss. Есть ли такие расчеты?

Расчеты есть. Цитирую свой ПОСТ N1 (читайте посты внимательно   :P  :D  :D ).
"С учетом необходимости иметь минимальный набор белков и кодирующих их генов, и хотя-бы одну рибосому, прокариотическая клетка должна иметь размер около 200 нм - см. Size Limits of Very Small Microorganisms Proceedings of a Workshop, National Academy of Sciences, 1998 на http://www7.nationalacademies.org/ssb/nanomenu.html" (конец цитаты).
(Другие оценки дают около 150 нм - но все равно гораздо больше, чем нанобактерия).
Там же обсуждается, за счет чего можно сэкономить на размере (в дополнение тому, о чем пишут фины). 1) Отдать все или часть каталитических функций непосредственно РНК. 2) Отказаться от рибосом. Экспериментально доказано, что РНК "умеет" катализировать реакции, самореплицироваться без участия белков, а также синтезировать короткие полипептиды, используя саму себя в качестве матрицы.
Кстати, на тех "просвечивающих" электронномикроскопических фотографиях, которые я видел,  рибосомы у нанобактерий не видны.

Добавлю также, что у каких-то вирусов белок-кодирующими являются ОБЕ комплиментарные цепи ДНК (экономия на геноме в два раза!), кроме того, известны ПЕРЕКРЫВАЮЩИЕСЯ гены (опять же экономия).

О соотношении вирусы-нанобактерии и причинах некультивируемости - см. пост чуть выше.

Спасибо. Интересные соображения. Находится место и "миру РНК".

По тем публикациям, которые я знаю (последняя - за 2006 год), нанобактерии умеют синтезировать очень немного полипептидов (возможно, всего 30-40). Если окажется, что они при этом еще и обходятся без рибосом - тогда перед нами действительно отличный кандидат на "недостающее звено" между "РНК-миром" и первой "настоящей" клеткой.

Цитата: "sss"
Расчеты есть. Цитирую свой ПОСТ N1 (читайте посты внимательно   :P  :D  :D ).
"С учетом необходимости иметь минимальный набор белков и кодирующих их генов, и хотя-бы одну рибосому, прокариотическая клетка должна иметь размер около 200 нм

Одно дело расчёты, а другое дело факты. По расчётам выходит, что нанобактерии должны иметь некий размер. Но вирусы по ЭТИМ ЖЕ расчётам должны быть ещё меньше! А они больше.

Пардон, что оппонирую. Мне тоже хочется, чтобы открывалось что-то новое, и нанобактерии мне "нравятся", но ум не принимает без критического осмысления.

Итак вопрос, который всё ещё непонятен для меня: если технически возможно сделать такие маленькие КЛЕТКИ, то почему природа не смогла сделать ВИРУСЫ ещё мельче?

Почему вирусы получаются большими, если даже клетки можно устроить маленькими?

Цитата: "sss"Для меня главное отличие - у нанобактерий есть свой аппарат синтеза белка, а вирусы используют белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина

Да, но это отличие может заключаться всего лишь в том, что у нанобактерий есть несколько лишних белков! А в остальном они могут ничем не отличаться от вирусов.

Вот эта статья (http://www.bio.su/press_2004oct_026r.htm) -- классическая полуальтернативная статья.

По прямым фактам из неё можно узнать следующее (дочитал до половины статьи):

- в кальцинированных кровеносных осудах обнаружены шарики наноразмеров, не содержащие ДНК и способные к самообразованию

- в геотермальных источниках обнаружены горные породы, которые образуются слишком быстро для проверенных реакций

- в марсианском метеорите обнаружены шарики размером 50 нм

- по расчётам НАСА минимальная клетка должна иметь размер 200 нм

- опыты в финляндии показали, что в жидкости, пропущенной через бактериальный фильтр остаётся что-то, что убивает клетки и это что-то само не исчезает от воздействия гамма лучей

Эти факты, если и свидетельствуют о существовании нанобактерий, то косвенно. Скорее же всего они свидетельствуют ПРОТИВ их существования. И несмотря на это автор не испытывает никаких сомнений, не предлагает никаких дополнительных доказательств, но зато щедро пользуются словами "нанобактерии прекрасно себя чувствуют", "нанобкатерии размножаются", "нанобактерии обнаружены", "не осталось сомнений".

Ну как так можно?

Dims
Так ведь никто не говорит здесь о нанобактериях как о свершившемся стопроцентном факте. А вокруг недоказанного, но очень интерсного и привлекательного, всегда много спекуляций. О чем кстати sss и писал в своих постах.

Насчет же отличия вирус-нанобактерия, насколько я понял речь идет не только о возможности синтеза белков (пусть и безрибосомного), но и о наличии ЦИТОПЛАЗМЫ и мембраны. А это уже КЛЕТКА, а не вирус.

Ну а насчет «ум не принимает без критического осмысления», с этим я думаю согласны все присутствующие – поэтому и основным арбитром будут экспериментальные подтверждения (или опровержения).

Dims
Вот эта статья -- классическая полуальтернативная статья.

Приведенная Вами статья - классическая сенсационная (около)научно-
популярная статья для непритязательных СМИ (таких "статей" по нанобактериям в интернете полно, причем одна и та же информация кочует из одной "статьи" в другую). Кстати,  именно на нее есть ссылка в моем ответе Gilgamesh'у перед Постом N1 о нанобактериях. А также мои комментарии (я критиковал ее за сенсационность и неаккуратное обращение с информацией, но рекомендовал "для разминки" - в качестве введения в проблему, и не более того).

Перечитайте, пожалуйста, еще раз внимательно ВСЕ мои посты по нанобактериям - особенно ПОСТ N1 и ПОСТ N2 (зря я их, что ли, писал  :D ). В этих постах я в меру сил постарался дать именно научный лит.обзор состояния вопроса, и привел интернет-ссылки на все ключевые работы (англоязычные первоисточники). Там же обсуждаются вопросы минимального размера, жизненной стратегии, доказательств наличия/отсутствия ДНК, доводы "за" и "против" и т.д. Среди прочего, я дал и  интернет-ссылку на англоязычный оригинал материалов совещания по Size Limits..., откуда обычно и берут размер 200 нм. Там же обсуждаются возможные варианты уменьшения размера. Возможно, многие Ваши вопросы снимутся сами собой.

Что же касается вопроса о размере вирусов... Во-первых, самые крупные вирусы примерно в 2 (два) раза крупнее, чем самые мелкие из реально известных бактерий (Mycoplasma). На эту "картинку" в Посте N1 есть ссылка:
http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/dn5009/dn5009-1_548.jpg
А вообще, если под вирусом понимать молекулу ДНК или РНК, использующую для саморепликации ферментативный аппарат клетки-хозяина (а в этом и состоит образ жизни вирусов), то мельчайшие из известных - это вироиды. Размер генома самых крупных вироидов в 10  (десять) раз меньше размера генома самых мелких вирусов. Белков у них нет.

P.S.
И вообще, Dims, я Вас не пойму. В теме имеются подробные посты, при составлении которых я  использовал большое количество научных публикаций (в осн. - англоязычных, но встречались и русскоязычные) за 1996 - 2006 г.г. На ключевые публикации даны ссылки, чтобы читатель, если заинтересуется, мог ознакомиться с оригиналами статей. "За бортом" остались многие публикации (подчеркиваю - научные, в серьезных журналах!), которые, по моему мнению, либо не добавляли к вопросу ничего существенного, либо методики/выводы вызывали у меня (как микробиолога) сомнения. В Посте N1 дана "история вопроса", в Посте N2 - исчерпывающее резюме ("Таким образом, в отношении нанобактерий можно утверждать..."), а также обсуждение возможности существования экстремально мелких бактерий.
Даны также ссылки на наиболее интересные "картинки".
А Вы вместо серьезного обсуждения выдергиваете из интернета и вывешиваете в теме совершенно "левую" околонаучную статью (на которую  к тому-же уже есть ссылка в начале темы), и предлагаете обсуждать именно ее. В результате вместо обсуждения действительно интересных вопросов получается засорение темы.
:(  :(  :(

Цитата: "sss"
Перечитайте, пожалуйста, еще раз внимательно ВСЕ мои посты по нанобактериям - особенно ПОСТ N1 и ПОСТ N2 (зря я их, что ли, писал  :D ).

Ну ни фига себе заданьице! А я что, зря что-ли читал Ваши посты в первый раз? Мне что, их перечитывать, как мантру? Я повторно просканировал глазами Ваши посты и как раз из Ваших постов выудил ту ссылку, которую раскритиковал. В первых двух Ваших постах ссылок нет вообще.

Может быть, речь идёт о какой-то другой ветке?

ЦитироватьВозможно, многие Ваши вопросы снимутся сами собой.

То есть, Вы не уверены, снимутся или нет, но отсылаете к статьям???

Цитата: "sss"
А Вы вместо серьезного обсуждения выдергиваете из интернета и вывешиваете в теме совершенно "левую" околонаучную статью (на которую  к тому-же уже есть ссылка в начале темы), и предлагаете обсуждать именно ее. В результате вместо обсуждения действительно интересных вопросов получается засорение темы.

Нет, так не пойдёт.

Вы сделали доклад, я его внимательно прочитал. В конце каждого доклада докладчик обычно спрашивает, "есть ли вопросы". Не помню, писали ли Вы такую фразу, но мне кажется, что на форуме задавать вопросы естественно. Вот я и задал вопросы, которые у меня возникли ЕСТЕСТВЕННЫМ образом ПОСЛЕ прочтения Вашего доклада. Я, в некотором смысле, не виноват в этом.

И вот, вместо ответа на вопросы, вы советуете перечитать Ваш доклад и просмотреть оттуда ссылки. Когда же я смотрю оттуда ссылку, Вам и это не нравится, так как я, по Вашим словам чего-то выдёргиваю из интернета.

Что это значит?

Вы не хотите обсуждать ключевой вопрос -- ОБОСНОВАННОСТЬ существования нанобактерий? Ну так и скажите, в чём проблема?

У меня лично вопрос остаётся: каково ГЛАВНОЕ свидетельство существования нанобактерий? Откуда вообще взята эта идея? Пока что я вижу только наношарики, которые могут быть чем угодно. Скорее всего, как это ни печально, они действительно являются каким-то неживым химическим процессом. Я просто не вижу существенных оснований думать иначе.

Как-то нам на лекции показали химический опыт. Капельку ртути поместили в чашку петри с каким-то раствором и капелька начала бегать по чашке, "поедая" раствор. Вот здесь не меньше оснований предполагать, что капелька живая, чем в тех случаях, которые я вижу про нанобактерии. ИМХО.

Цитата: "pavel"
Так ведь никто не говорит здесь о нанобактериях как о свершившемся стопроцентном факте.

Ну, проскальзывают и подобные утверждения. В любом случае, то, что я прочитал, заставляет думать, что нанобактерии -- это совершенно искусственная гипотеза, к которой не толкали никакие факты (кроме внешнего вида наношариков).

ЦитироватьА вокруг недоказанного, но очень интерсного и привлекательного, всегда много спекуляций.

Вокруг НЛО, например. Ведь действительно, бывает же что-то такое в атмосфере, и как привлекательно думать, что это космические корабли с инопланетянами! И по форме, вроде, подходит. Конечно, это не 100% доказанный факт, но где-то около того! :)

ЦитироватьНасчет же отличия вирус-нанобактерия, насколько я понял речь идет не только о возможности синтеза белков (пусть и безрибосомного), но и о наличии ЦИТОПЛАЗМЫ и мембраны. А это уже КЛЕТКА, а не вирус.

На каком основании ведётся эта речь? На основании привлекательности идеи?

Цитироватьпоэтому и основным арбитром будут экспериментальные подтверждения (или опровержения).

Да, но кроме арбитра, эксперимент должен ещё и начальный толчок дать. А я такого толчка не вижу. Подскажите мне, если Вы увидели эту информацию, а я её проглядел. С какого бухты-барахты вообще приплелись бактерии?

sss а у меня дурацкий вопрос (честно), если у нас был бы "бесконечный" микроскоп, "0,1нм бактерии" чем бы отличались от "атомов"?

Цитата: "bogrus"sss а у меня дурацкий вопрос (честно), если у нас был бы "бесконечный" микроскоп, "0,1нм бактерии" чем бы отличались от "атомов"?

Ну, про такое, вроде, не говорилось. Минимум 20 нм, то есть, в 200 раз больше атома.

Dims Вы удивляетесь что наношарики могуть быть живыми, хотя спокойно говорите о каком-то неживом химическом процессе, а мне почему-то кажется, где-то в наномире, живое обязательно должно сходится к неживому, т.е. жизнь не является каким-то качественным признаком где одни объекты ей наделены, а другие нет и почему бы наношарикам не занять это промежуточное "полуживое" звено?

Цитата: "bogrus"почему бы наношарикам не занять это промежуточное "полуживое" звено?

Так мне тоже нравится эта идея! Потому и хочется увидеть каких-нибудь свидетельств.

Еще раз о нанобактериях (кратко суммирую материал из своих прошлых постов, ссылки на первоисточники - см. в постах).
1. Нанобактерии видны в сканирующий электронный микроскоп в виде правильных круглых или овальных образований, напоминающих бактериальные клетки (см. фотогалерею в одном из постов).
2. В просвечивающий электронный микроскоп видна структура, окруженная "мембраной", "клеточной стенкой" и "наружной мембраной". Вкупе с химическими анализами, это трактется как клеточная стенка грамотрицательного типа (несколько публикаций, в том числе как минимум одна - на русском: ОСОБЕННОСТИ УЛЬТРАСТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ КЛЕТОЧНОЙ ОБОЛОЧКИ НАНОБАКТЕРИЙ на http://www.smu.psn.ru/?id=conf&id1=text&id2=2003/doc-microbio&id3=0).
3. Внутри "цитоплазмы" наблюдается электронноплотный участок, трактуемый специалистами по электронной микроскопии как ДНК.
4. ДНК внутри нанобактерий обнаруживается также специфическими методами окраски (имеются в виду современные методы окраски ДНК) (довольно много публикаций).
5. На подходящих средах нанобактерии способны размножаться неограниченно долго - не менее 6 лет при ежемесячных пересевах. Размножение фиксируется как по изменению оптической плотности среды, так и методами электронной микроскопии (много публикаций). Скорость размножения в несколько тысяч раз ниже, чем у "нормальных" бактерий. Рост  нанобактерий сопровождается отложением снаружи (по одной публикации - и внутри) "клеток" фосфата Са (по некоторым публикациям - и других минералов).
6. Размножение нанобактерий сопровождается синтезом нуклеиновых кислот и полипептидов. Этот вывод делается на основе:
1) изъятия из среды меченого уридина и метионина с одновременным включением их в нанобактерии. В контрольных опытах (те же среды, но без нанобактерий) также происходит выпадение фосфата Са, но с гораздо меньшей скоростью. Изъятия уридина и метионина не происходит (как минимум одна фундаментальная публикация, см. Пост N1).
2) полного подавления роста в присутствии антибиотиков (и некоторых других веществ), ингибирующих синтез белков и нуклеиновых кислот (несколько публикаций)
7. Размножение прекращается и после обработки среды с нанобактериями сверхвысокими дозами радиации (кажется, 1 Град, но не уверен, могу посмотреть точно)
8. В нанобактериях есть белки (точнее, полипептиды). Количество полипептидов в нанобактериях не превышает нескольких десятков (результаты гель-электрофореза, я нашел три оригинальные публикации + ряд ссылок на них)
9. Нанобактерии выделяются у больных, страдающих отложениям фосфата Са, но не выделяются у здоровых (ряд публикаций).

Все перечисленное позволяет достаточно большому (и все возрастающему) числу исследователей считать нанобактерии живыми.

Относительно размеров (вкратце повторяю ранее сказанное на этой ветке):
"минимальный размер" в 150-200 нм может быть снижен за счет:
1) отказа от транспортных белков, а также громоздких и энергоемких механизмов, обеспечивающих внутриклеточный гомеостаз
2) использования для биосинтеза макромолекул уже готовых (возможно - даже уже фосфорилированных) "кирпичиков" из окружающей среде
3) отказа от рибосом, а также передачи части каталитических функций непосредственно РНК

Относительно того, что нанобактерии "мельче самых простых живых систем - вирусов". Некоторые микоплазмы (несомненные бактерии с типично прокариотической клеткой) тоже мельче крупных вирусов. Ну и что?
А самые мелкие инфекционные агенты, способные реплицироваться в живой клетке (вироиды - возбудители многих заболеваний у растений) по объему гораздо мельче нанобактерий.

Цитата: "sss"2. В просвечивающий электронный микроскоп видна структура, окруженная "мембраной", "клеточной стенкой" и "наружной мембраной".

Спасибо. Пардон, если был излишне эмоционален. А тогда такой вопрос: как в такой микроскоп выглядят вирусы сопоставимого размера?

Dims
А тогда такой вопрос: как в такой микроскоп выглядят вирусы сопоставимого размера?

Вот здесь фотогалерея гигантских вирусов (мимивирус, паразитирующий на
амебах, в 1,5-2 раза крупнее самой мелкой свободноживущей "настоящей" бактерии) http://giantvirus.org/gallery.html

Здесь фотографии самых мелких ДНК-содержащих вирусов (парвовирусов)
http://ec.europa.eu/research/biotech/project/ppv_vlps.jpg
http://umr7034.u-strasbg.fr/Congres/Ncp7andhiv1/Images/HIV-1immaturecryoEMbis.jpg

Здесь фотография самого крупного вироида (PSTV, маленькая "черточка")  в сравнении с молекулой ДНК бактериофага (ДНК бактериофага вся в кадр не помещается)
http://www.omniscellula.net/Material/images/flores/figura2.jpg

Здесь вирусы насморка
http://www.cssd11.k12.co.us/DOHNTS/images/bio/flucolo3.jpg

Для меня, как для неспециалиста, многие эти картинки укладываются в описание структура, окруженная "мембраной", "клеточной стенкой" и "наружной мембраной". Но ведь я могу ошибаться: то, что для меня кажется стенкой, для намётанного глаза -- совсем не стенка.

К сожалению, большинство публикаций, в которых есть данные об ультраструктуре нанобактерий, доступны (в смысле, бесплатно доступны) только
в виде Abstracts, без фотографий. Сканирующей электронной микроскопии нанобактерий в инете полно, а из "просвечивающих" лучшая, на мой взгляд - вот эта. Здесь хорошо видно деление клетки и, очевидно, нуклеоид (бактериальная ДНК).
http://images.spaceref.com/news/nanobacteria.jpg

Поэтому, когда я писал в постах о грамотрицательной клеточной стенке, я вынужден был "верить авторам на слово". Выводы о клеточной стенке грамотрицательного типа сделаны рядом авторов на основе электронной микроскопии, а также химического и иммунологического анализа.

Продолжу защищать своё мнение.

Ясно, что если можно создать вирус, который бы размножался самостоятельно, то он, скорее всего, будет это делать чем-то вроде деления. А как иначе? Поэтому, сам факт деления, как мне кажется, ещё не доказывает, что это сильно отличается от вируса.

Хотя сама фотография слишком выразительна.

По моему, противопоставление вирусов и "клеток" в некоторой степени искусственное. Мне кажется, что вирусы - это сборная группа.
Часть из них имеют "изначально неклеточное происхождение", т.е. это "взбесившиеся" фрагменты клеточного генома либо потомки первых самореплицирующихся молекул (доклеточных форм "жизни"). "Крайним" представителем этой линии являются вироиды (очень маленькая кольцевая или "шпилечная" молекула РНК, которая вообще не кодирует никаких белков, однако прекрасно размножается в ядре клетки-хозяина).
А другая часть - это "суперпаразиты", которые постепенно утратили способность осуществлять значительную часть биохимических процессов (в том числе - способность автономно синтезировать белок), переложив эти функции на клетку-хозяин.  В принципе, похожая тактика у митохондрий - число собственных генов сведено до минимума, все остальное размещено в геноме хозяина. Кстати, у митохондрий число генов 200 с небольшим, а у мимивируса - порядка 900 (кажется). Где-то я, кажется, встречал свежую публикацию о репликации вируса вне клетки, надо поискать в инете. В таком случае граница между вирусами и "клетками" вообще оказывается "размытой".

Кстати, на том же совещании по Size limits... обсуждается интересная гипотеза, что в медленно размножающейся популяции (типа культуры нанобактерий) отдельным клеткам вообще необязательно иметь весь необходимый набор генов - геном может быть "размазан" по отдельным индивидуальным клеткам, между которыми в таком случае осуществляется "кооперация" на молекулярном уровне (одни клетки "умеют" одно, другие - что-то другое, в результате вся популяция процветает). Для таких популяций модель дает скорость роста примерно в 10000 раз ниже, чем для "полноценных" клеток, что, кстати, соответствует скорости роста нанобактерий. Правда, было высказано замечание, что клетки, которые за счет горизонтального переноса генов сосредоточат в себе больше функций,  получат селективное преимущество и пойдет отбор на увеличение генома, и, соответственно размера и сложности строения клетки. Однако в случае олиготрофных условий и отсутствии систем активного транспорта веществ в клетку увеличение размера клеток может быть ограничено необходимостью иметь "выгодное" отношение поверхность/объем.

Вообще, если нанобактерии существуют и обладают всеми описываемыми свойствами...

Кстати, вот ещё чем смущают эти свойства: они "картиночные". То есть, они как бы напрашиваются из общих соображений.

... ну вот. Если нанобактерии живут медленнее, то они должны были просто отстать в эволюции от нас. И тогда они могут сейчас находиться на стадии изобретения собственной многоклеточности, что и может наблюдаться в виде "размазывания" генома.

Цитата: "Dims"Кстати, вот ещё чем смущают эти свойства: они "картиночные". То есть, они как бы напрашиваются из общих соображений.

Нанобактерии не напрашиваются. Обратите внимание на хронологию событий:
Сначала нанобактерии были обнаружены геологами.
Затем было высказано предположение, что это какие-то организмы, а не причудливая минерализация.
Затем подобные же структуры выделили из отложений фосфата Ca в организме.
Затем было показано, что они "живые".
И только после этого началось обсуждение и выдвижение гипотез, призванных объяснить, как такие организмы вообще могут существовать.

Цитировать... ну вот. Если нанобактерии живут медленнее, то они должны были просто отстать в эволюции от нас. И тогда они могут сейчас находиться на стадии изобретения собственной многоклеточности, что и может наблюдаться в виде "размазывания" генома.

Есть мнение, что нанобактерии - это первые "клеточные" системы на Земле, более древние, чем археи (недостающее звено между самореплицирующейся РНК и "настоящей" клеткой). Уж очень они примитивные.
А то, что они не эволюционировали - так ведь и археи за почти 4 млрд. лет так археями и остались. И цианобактерии одинаковы - что в ископаемых строматолитах (3,6 млрд. лет назад), что в современной Австралии.

Даже вдруг если нанобактерии окажутся в итоге "пустышкой" (хотя это маловероятно), они уже внесли огромный вклад в биологию. Благодаря их изучению стало понятно, как могло бы выглядеть это самое "недостающее звено".

sss
Насчет вирусов. А чем вам не нравиться гипотеза первичности вирусов? Я тут встречал упоминания о пр. Альнштейне, который развивает эту идею. Тогда прокариот (а может нанобактерия первее, если она есть) – это своего рода симбионт, то есть вирусы внедрившиеся в пузырек «первичного бульона» и сформровавшие геном. То есть первоначально вирусы – это живые индивидуумы (РНК, может и ДНК) жившие в лужах «первичного бульона», там размножавшиеся. Когда благоприятные условия такого существования прошли, то они сформировали клетку как описано выше. Современные вирусы – потомки тех, существоваших в самом начале жизни.

pavel

ЦитироватьТо есть первоначально вирусы – это живые индивидуумы (РНК, может и ДНК) жившие в лужах «первичного бульона»...
Современные вирусы – потомки тех, существоваших в самом начале жизни.

Собственно, я это и имел в виду, когда писал чуть выше, что, возмжно, часть вирусов - это прямые потомки первых самореплицирующихся молекул. Просто мне кажется, что современные вмрусы имеют разное происхождение. Их объединяет одинаковая жизненная стратегия - использование белоксинтезирующего аппарата клетки-хозяина, а происхождение может быть разное.

А насчет того, что первые вирусы (т.е. самореплицирующиеся РНК), внедрившись в "пузырьки", сформировали их геном...
Такая гипотеза есть, и она мне нравится. Но у меня язык не поворачивается называть самореплицирующие молекулы, плававшие в "бульоне", вирусами. Я и современных-то вирусов "живыми" считаю с большой натяжкой, а тут вообще какая-то глупая молекула РНК. Ну и что, что самореплицируется? Ты сначала подрасти, поэволюционируй, а уже потом... :D

Наверное неправильно выразился. Это ДНК-белковые (или РНК-белковые) вирусы были в «первичном бульоне, а не просто молеклы ДНК или РНК.
А насчет живости вирусов. А почему нет?
Клетки в каких-то условиях размножаются, в каких-то нет, в неблагоприятных сворачивают свои обменные процессы образуя цисты, но от этого они не становятся менее живыми, чем в активном состоянии. Главное что и у вирусов и у клеток есть ГЕНОМ, а также ДНК и белки и у вируса и у клетки связаны отношениями генетического кода. То есть и вирусы – живые организмы.

Нашел интересную (судя по аннотациям) статью
E. Pennisi, The birth of the nucleus, Science 305 (2004) 766–768.,
в которой обосновывается гипотеза о возникновении эукариотического ядра в результате внедрения в "доэукариотическую клетку" крупного ДНК-вируса (типа гигантского мимивируса). К сожалению, попасть на текст статьи пока не удалось (у вас нет прав, заплатите деньги и т.д.).
Однако нашел в открытом доступе
The two ages of the RNA world, and the transition to the DNA world: a story of viruses and cells, Biochimie 87  (2005) 793–803, где рассматривается роль вирусов в появлении современной клетки, там есть ссылка и на "The birth of the nucleus". Скачал, сейчас буду читать.

Цитата: "sss"К сожалению, большинство публикаций, в которых есть данные об ультраструктуре нанобактерий, доступны (в смысле, бесплатно доступны) только
в виде Abstracts.

Вы пробовали запрашивать их здесь http://molbiol.ru/forums/index.php?showforum=2 ?
(нужно указывать линк абстракта (но не абстракта в Pubmed-e))


"Нанобактерии содержат ДНК неустановленной (пока) структуры"
А почему не получалось установить структуру ДНК?
(может уже писалось, и я просто не внимательно читал?)

Уважаемые участники! Почему такая классная биологическая тема затерялась в ветке небиологических разговоров? Вышел на нее случайно. Спасибо SSS за тему.

Да, Рашид Мирзадинов прав, почему, в самом деле?
Интересно, "неустановленной структуры" в смысле последовательности или в каком виде: коьцевая, линейная?..
Кстати, есть ещё nanoarchea - только эти как будто симбионты...

Почему в небиологических разговорах? Так получилось. :)  На форум попал случайно, смотрю - интересно, но все больше про эволюцию, палеонтологию, зоологию и т.д. Ну и решил - чего я тут с бактериями в "Проблемы эволюции" полезу...
Про ДНК у нанобактерий ничего принципиально нового пока не встречал, хотя врем от времени просматриваю. Ссылок поисковик выдает много, но либо я  уже это читал, либо - это статьи "финской группы" (их я, по понятным причинам, пропускаю), либо - ничего принципиально нового. Из заслуживающего внимание -
статья о роли нанобактерий в кальцификации организма "Lithogenesis: induction of renal calcifications by nanobacteria" by
Shiekh, et. al. Urological Research (Volume 34, Number 1, Pages 53-57, 2006). Полный текст (pdf) раньше был на //href="http://www.springerlink.com/media/gpt919rrxjcrnh2n8q0v/contributions/7/8/2/1/78211lx8l11j8378.pdf, но теперь по этому адресу выдает ошибку.
Суть статьи: группе крыс вкололи Calcium oxalate monohydrate, меченый С14 в смеси с культурой нанобактерий. Контрольной группе - только Calcium oxalate monohydrate. Затем некоторое время наблюдали снижение концентрации этого самого Ca-оксалата в крови в результате кристаллизации, после чего (8 недель) крыс забили, извлекли почки и исследовали гистологически и электронномикроскопически. Вывод по статье: нанобактерии статистически значимо ускоряли рост кристаллов в почках, вызывали дегенеративные изменения и т.д. (много непонятных цветных гистологических картинок и медицинских терминов).
Кстати, ранее упоминалось, что нанобактерии после инъекции в кровь быстро попадают в почки и там остаются. По мнению одного врача с www.scilog.ru, им с их размерами кроме почек некуда деваться:

Цитата: "DoctorLector"Зависание НБ в почках говорит о том, что ЛИБО они сами крупноваты для фильтрации, ЛИБО мгновенно образуют конгломераты между собой или с чем-то из крови, которые не пролезают через фильтр. В любом случае, кроме почек им деваться просто некуда.

По выделению и сиквенированию ДНК точно работает одна дама (из "финской группы") в НАСА, но про нее я на одном "молекулярном" форуме встречал мнение, что у нее "руки не из того места растут", так что результатов ждать еще долго. Наверняка и в других местах работают. Если кто встретит что-нибудь интересное - пишите сюда (я вполне мог пропустить свежие публикации среди десятков тысяч ссылок).

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...

Цитата: "DNAoidea"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).  :)

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

"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?

Цитата: "pavel""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.

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???

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." :D 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.

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?

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.

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...

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.

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?

Цитата: "DNAoidea"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.

Цитата: "DNAoidea"
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.

Цитата: "DNAoidea"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"? :)

Цитата: "pavel"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".

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.

Цитата: "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.

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.

Обязательно sss поизучайте их. И когда будете получать нобелевку, не забудьте что мы вас поддерживали  :D  :D  :D

Смейтесь, смейтесь! :D А вот я уже письмо коллеге ("товарищу по несчатью"?), который занимался "Лунным молоком", сочиняю.  Правда, придется объяснять, чего я ему до сих образцы льда из одной пещеры не отправляю. (Если честно - нехватка времени + элементарная лень. Это же надо в выходные... 100 км на автобусе... потом 5 км пешком... в гору... ночевать, естественно, под землей ... примус, спальник ... потом обратно ... Ужас!).

О, какая интересная тема! sss, спасибо! А я пропустил как-то...
Сразу порылся и нашел еще одну свежую статью:
http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1472-765X.2006.01945.x
И вот две еще интересных, постарее:
http://jcm.asm.org/cgi/content/full/41/7/3460
http://www.jstage.jst.go.jp/article/jsme2/16/2/16_67/_article/-char/en
PDF положу в свой архив, кому надо.
К J. Investig. Med. доступа тоже не имею, но если статья очень нужна, могу потрепыхаться и ее добыть. Надо?
Действительно, почему же не удается отсиквенировать 16S?
IMHO, тему лучше было бы назвать "Нанобактерии", а то мне в голову сразу пришли всякие OP11 и проч. environmental phyla.

Нашел весьма интересную статью Miyoshi et al. (2005): http://aem.asm.org/cgi/content/abstract/71/2/1084
И правда, вдруг эти нанобактерии и есть загадочная группа OP11/OD1/WS6?

Цитата: "sss"(Если честно - нехватка времени + элементарная лень. Это же надо в выходные... 100 км на автобусе... потом 5 км пешком... в гору... ночевать, естественно, под землей ... примус, спальник ... потом обратно ... Ужас!).

Это, в смысле, от своего озера к его? :) Интересное у Вас занятие, прям как в старых советских фантастических рассказах :))

plantago, спасибо за ссылки. Интересно, и я их раньше не читал. Правда, публикации Kajander и Ко (не считая ранних работ) я принципиально пропускаю.

Цитата: "plantago"К J. Investig. Med. доступа тоже не имею, но если статья очень нужна, могу потрепыхаться и ее добыть. Надо?

Да нет, пожалуй. Там все ясно из абстрактов и интервью.

Цитата: "plantago"Действительно, почему же не удается отсиквенировать 16S?
IMHO, тему лучше было бы назвать "Нанобактерии", а то мне в голову сразу пришли всякие OP11 и проч. environmental phyla.

А вдруг у них вообще нет 16S, а синтез полипептидов - не рибосомальный? Тем более пептидов (по тем публикациям, что я знаю) совсем немного - 20-30. А может, действительно, уже отсиквенировали, да не знают (Miyoshi et al.).
По поводу названия - тема родилась как ответ на вопрос "что такое некультивируемые м/о", а уже потом плавно сползла на нанобактерий.

Цитата: "Dims"Интересное у Вас занятие

А то! Микробные сообщества карстовых полостей Средней Сибири. О карстосфере вообще мало что известно, несмотря на то, что изучать начали довольно давно (микробиологию, например, серьезно  - с 60-х ХХ в.). А по СНГ работ вообще практически нет, кроме Кунгурского стационара, нескольких публикаций Андрея Семиколенных по гипсовым пещерам Средней Азии и гипсовым "промывного" типа Архангельской области. Плюс наши работы по Сибири. Сейчас добиваем две кандидатские с моими аспирантами (одна - по грибам, другая - по бактериям). Вырисовывается много интересного, чуть позже планирую выложить в отдельном топике. Вообще, пещеры - это практически "другая планета", во многом - terra incognita. Там еще далеко не все географические открытия сделаны, не говоря уж о биологии.

2 sss
оффтопик: а косточки в пещерах попадаются?

Цитата: "Gilgamesh"2 sss
оффтопик: а косточки в пещерах попадаются?

Да какой там оффтопик - все свои :D
Лично мы косточками не интересуемся, а вообще - попадаются, и народ их изучает. Но я могу сбросить только две статьи из нашего сборника (2002 г):
ОСТЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСТАТКИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В САРМИНСКОЙ ПЕЩЕРЕ (ПРИМОРСКИЙ ХРЕБЕТ) А.Г.Филиппов, Н.Д.Оводов, М.А.Ербаева.
ПОЗВОНОЧНЫЕ ПЕЩЕР ПРАВОБЕРЕЖЬЯ ЕНИСЕЯ В ОКРЕСТНОСТЯХ  КРАСНОЯРСКА  Н.Д. Оводов, Н.В. Мартынович, В.Е. Михеев

Мы все больше по микробам.

sss, за статьи заранее благодарен

Gilgamesh, хотел отправить через "личку", но К сожалению, 'Gilgamesh' достиг(ла) максимального общего объема закачанных файлов в папке личных сообщений. Пожалуйста, сообщите ему(ей) или подождите удаления некоторых из вложений.
Сбрасываю две статьи из сборника вместе с выходными данными (zip). Для экономии веса убрал карты местности и пещер. Если нужно - кину отдльным файлом. К тому же карты там плохие, у меня есть лучше.

Спасибо! Личку почистил, но лучше при случае списываться по почте - надёжнее.

Цитата: "sss"О "видах" говорить ИМХО ещё рано... Тем более,

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.

Извините, получается, есть вероятность того, что рудным месторождениям мы обязаны нанобактериям?

vale

Цитата: "MoonCat"есть вероятность того, что рудным месторождениям мы обязаны нанобактериям?

Где-то в топике (кажется) есть интересные рассуждения на эту тему самого Р. Фолка (в смысле, ссылка). Если не найдете - вывешу, сейчас просто некогда рыться. А вообще, многие месторождения - наверняка "дело рук" бактерий, даже не нано-, а обычных (см. "геомикробиология", "geomicrobiology").

В паре статей встретил ещё один любопытный факт о нанобаетериях о котором в этой ветке, кажется, ещё не упоминалось. НАСА утверждает, что в условиях невесомости нанобактерии размножаются в 5 раз быстрее, чем на Земле.

А кто конкретно утверждает? Какие-то публикации NASA про нанобактерий и невесомость я читал, но там были сплошь общие слова и ничем не подтвержденные гипотезы. Кажется, писала дама из Финляндии, которая раньше работала у Каяндера, а теперь - в США.

Цитата: "sss"А кто конкретно утверждает? Какие-то публикации NASA про нанобактерий и невесомость я читал, но там были сплошь общие слова и ничем не подтвержденные гипотезы. Кажется, писала дама из Финляндии, которая раньше работала у Каяндера, а теперь - в США.

Не знаю, первоисточника инфы не видел.
Но о данном факте, например, упоминается вот в этой статье КП:
http://www.kp.ru/daily/23932/69877/

Конечно, статья сильно отдаёт желтизной, да и КП ещё то издание, но всё же вряд ли они сами сей факт придумали за рюмкой чая...

Есть новые публикации за истекшее время
Похоже эти нанобактерии не бактерии вовсе а некие прионподобные структуры
история изучения прионов вполне сходна с изучением нанобактерий ну разве что
их вирусную природу искали
Но Нобелевку еще могут дать за изучении роли прионподобных структур
в геологических процессах
да и в медицине

На заре жизни во времна РНК-мира еще до появления клеточной стенки
было место и прионам
А вот если б на Марсе открыли такое то уверен посчитали за проявление жизни
впрочем несильно ошиблись

Что за публикации? Можно ссылки?

http://www.pnas.org/content/95/14/8274.full

а для ознакомления с вопросом можно прочитать ВИКИ на разных языках
обычно они повторяют др др но иногда дают источники информации
и ссылки на хорошие публикации
http://en.wikipedia.org/wiki/Nanobacterium

Спасибо!
Только, наверное, Вы имели в виду эту статью, 2008 года -- http://www.pnas.org/content/105/14/5549.abstract (а не статью 1998 года)

Feralis, не стоит так прын-ципиально. У sss, если я его не путаю с кем-то другим, докторская защита на носу.
История с некультивируемыми микроорганизмами значительно шире, чем проблема нанобактерий.
И что-то сомнительно, что прионы, вызывающие коровье бешенство, можно было тогда разглядеть под электронным микроскопом. Так что автор, скорее всего, не ошибался - он смотрел не на то.