Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с Nanobacteria )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Структуры найдены на фрагменте метеорита Allan Hills 84001

Нанобактерии ( / ˌ п æ п oʊ б æ к т ɪər я əm / NAN -OH-bak- ТЭЭУ -ее-əm , пл. Нанобактерии / ˌ п æ п oʊ б æ к т ɪər я ə / NAN -OH -bak- TEER -ee-ə ) - название единицы или члена ранее предложенного класса живых организмов , в частности, микроорганизмов с клеточными стенками. , ныне дискредитированный, с размером намного меньше общепринятого нижнего предела жизни (около 200 нм для бактерий , таких как микоплазма ). Первоначально на основе наблюдаемых наноразмерных структур в геологических формациях ( включая один метеорит ) статус нанобактерий был неоднозначным, и некоторые исследователи предполагали, что они представляют собой новый класс живых организмов [1] [2], способных включать радиоактивно меченый уридин , [3] ] и другие, приписывающие им более простую, абиотическую природу. [4] [5] Один скептик назвал их " холодным синтезом".микробиологии », имея в виду печально известный эпизод предполагаемой ошибочной науки. [6] Термин« кальцифицирующие наночастицы »(CNP) также использовался в качестве консервативного названия в отношении их возможного статуса как формы жизни.

Исследования склонны соглашаться с тем, что эти структуры существуют и каким-то образом воспроизводятся. [7] Однако представление о том, что они являются живыми существами, в настоящее время в значительной степени отвергнуто, и вместо этого считается, что частицы представляют собой неживые кристаллы минералов и органических молекул. [8]

1981–2000 [ править ]

В 1981 году Торелла и Морита описали очень маленькие клетки, называемые ультрамикробактериями . К 1982 году Макдонелл и Худ обнаружили, что они имеют размер меньше 300 нм. Они обнаружили, что некоторые из них могут проходить через мембрану 200 нм. В начале 1989 года геолог Роберт Л. Фолк обнаружил то, что он позже определил как нанобактерии (написано с двойным «n»), то есть наночастицы, выделенные из геологических образцов [9], в травертине из горячих источников Витербо , Италия. Первоначальный поиск бактериальной причины отложения травертина, сканирующий электронный микроскописследование минерала, на котором не было обнаружено бактерий, выявило очень маленькие объекты, которые оказались биологическими. Его первое устное выступление вызвало то, что он назвал «в основном каменным молчанием» на ежегодном съезде Геологического общества Америки в 1992 году . [10] Он предположил, что нанобактерии являются основными агентами осаждения всех минералов и кристаллов на Земле, образующихся в жидкой воде, что они также вызывают окисление металлов и что их много во многих биологических образцах. [10]

В 1996 году ученый НАСА Дэвид Маккей опубликовал исследование, предполагающее существование нано-окаменелостей - окаменелостей марсианских нанобактерий - в ALH84001 , метеорите, происходящем с Марса и обнаруженном в Антарктиде. [11]

Nanobacterium sanguineum была предложена в 1998 году как объяснение некоторых видов патологической кальцификации ( апатита в камнях в почках ) финским исследователем Олави Каяндером и турецким исследователем Невой Чифтчоглу , работающими в Университете Куопио в Финляндии. По словам исследователей, частицы самовоспроизводятся в микробиологической культуре , и исследователи также сообщили, что идентифицировали ДНК в этих структурах путем окрашивания. [12]

В статье, опубликованной в 2000 году группой под руководством ученого из Национального института здравоохранения Джона Сисара, эти идеи были проверены еще раз. Он заявил, что то, что ранее было описано как «самовоспроизведение», было формой роста кристаллов . Единственная ДНК, обнаруженная в его образцах, была идентифицирована как происходящая от бактерии Phyllobacterium myrsinacearum , которая является обычным загрязнителем в реакциях ПЦР. [4]

2001 – настоящее время [ править ]

В 2004 году команда клиники Мэйо под руководством Франклина Кокерилла, Джона Лиске и Вирджинии М. Миллер сообщила об изолировании нанобактерий из больных артерий и камней в почках . Их результаты были опубликованы в 2004 и 2006 годах соответственно. [3] [13] Подобные результаты были получены в 2005 году Ласло Пушкашом из лаборатории ДНК Университета Сегеда, Венгрия. Доктор Пушкаш идентифицировал эти частицы в культурах, полученных из атеросклеротических стенок аорты человека и в образцах крови пациентов с атеросклерозом, но группа не смогла обнаружить ДНК в этих образцах. [14]

В 2005 году Чифтчоглу и ее исследовательская группа в НАСА использовали вращающуюся колбу для культивирования клеток , которая имитирует некоторые аспекты условий низкой гравитации, для культивирования нанобактерий, подозреваемых в быстром образовании камней в почках у астронавтов. Было обнаружено, что в этой среде они размножаются в пять раз быстрее, чем при нормальной земной гравитации. Исследование пришло к выводу, что нанобактерии могут играть потенциальную роль в образовании камней в почках и, возможно, их необходимо будет проверить перед полетом экипажам. [15]

Статья в Публичной научной библиотеке «Патогены» (PLOS Pathogens) за февраль 2008 г. была посвящена всесторонней характеристике нанобактерий. Авторы говорят, что их результаты исключают существование нанобактерий как живых существ, а вместо этого они представляют собой уникальное самораспространяющееся существо, а именно самораспространяющиеся комплексы минерал- фетуин . [16]

В статье в материалах Национальной академии наук (PNAS), опубликованной в апреле 2008 г., также сообщалось, что нанобактерии крови не являются живыми организмами, и говорилось, что « осадки CaCO 3, полученные in vitro , очень похожи на предполагаемые нанобактерии с точки зрения их однородных размеров, очерченных на мембранах везикулярных структур. формы, с образованиями, подобными делению клеток, и скоплениями в виде колоний ». [5] Рост таких «биоморфных» неорганических осадков был подробно изучен в статье Science 2009 года , которая показала, что необычные механизмы роста кристаллов могут приводить к образованию осадков витерита из хлорида бария и кремнезема.решения, которые очень похожи на примитивные организмы. [17] Авторы отметили близкое сходство этих кристаллов с предполагаемыми нанобактериями, заявив, что их результаты показали, что доказательства существования жизни не могут основываться только на морфологии .

Дальнейшая работа по важности нанобактерии в геологии Р.Л. народного и сотрудники включает в себя изучение карбоната кальция Багамских ooids , [18] Силикат глинистых минералов , [19] сульфиды металлов , [20] и оксиды железа . [21] Во всех этих химически разнообразных минералах предполагаемые нанобактерии имеют примерно одинаковый размер, в основном от 0,05 до 0,2 мкм. Это говорит об общности происхождения . По крайней мере, для типовой местности в Витербо , Италия , биогенность этих мельчайших клеток подтверждаетсяпросвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ). [22] На срезах зеленого биослима были обнаружены образования размером от 0,4 до 0,09 мкм с определенными клеточными стенками и внутренними точками, напоминающими рибосомы ; и даже более мелкие объекты с клеточными стенками и прозрачным внутренним слоем диаметром 0,05 мкм. [23] Культурные организмы на Земле имеют тот же размер 0,05 мкм, что и предполагаемые нанобактерии на Марсе. [24]

См. Также [ править ]

  • Микоплазма - мельчайшие известные бактерии (300 нм)
  • Наноархей - самый маленький из известных архей (400 морских миль)
  • Nanobe - возможные наименьшие формы жизни (20 нм)
  • Пандоровирус - один из крупнейших известных вирусов (1000 нм)
  • Парвовирус - мельчайшие известные вирусы (18-28 нм)
  • Питовирус - самый крупный из известных вирусов (1500 нм)
  • Прион - наименьший из известных инфекционных агентов (≈10 нм)
  • Протоклетка
  • Ультрамикробактерии - возможные покоящиеся формы более крупных клеток (200 нм)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Kajander E (2006). «Нанобактерии - размножающиеся кальцифицирующие наночастицы» . Lett Appl Microbiol . 42 (6): 549–52. DOI : 10.1111 / j.1472-765X.2006.01945.x . PMID  16706890 . S2CID  20169194 .
  2. ^ Ciftcioglu N, Маккей D, Mathew G, Kajander E (2006). «Нанобактерии: факт или вымысел? Характеристики, обнаружение и медицинское значение новых самовоспроизводящихся, кальцифицирующих наночастиц». J Investig Med . 54 (7): 385–94. DOI : 10.2310 / 6650.2006.06018 . PMID 17169260 . S2CID 35400477 .  
  3. ^ a b Миллер V, Роджерс Дж., Чарльзуорт Дж., Киркланд Б., Северсон С., Расмуссен Т., Ягубян М., Роджерс Дж., Кокерилл Ф, Фолк Р., Ржевуска-Лех Е, Кумар В., Фарелл-Барил Дж., Лиеске Дж. (2004 г. ). «Доказательства нанобактериальных структур в кальцифицированных артериях и сердечных клапанах человека». Am J Physiol Heart Circ Physiol . 287 (3): H1115–24. DOI : 10.1152 / ajpheart.00075.2004 . PMID 15142839 . 
  4. ^ а б Цисар Дж, Сюй Д., Томпсон Дж., Сваим В., Ху Л., Копецко Д. (2000). «Альтернативная интерпретация биоминерализации, вызванной нанобактериями» . Proc Natl Acad Sci USA . 97 (21): 11511–5. Bibcode : 2000PNAS ... 9711511C . DOI : 10.1073 / pnas.97.21.11511 . PMC 17231 . PMID 11027350 .  
  5. ^ a b Мартель Дж., Янг Дж. Д. (апрель 2008 г.). «Предполагаемые нанобактерии в крови человека в виде наночастиц карбоната кальция» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (14): 5549–54. Bibcode : 2008PNAS..105.5549M . DOI : 10.1073 / pnas.0711744105 . PMC 2291092 . PMID 18385376 .  
  6. ^ Джек Манилов, цитируемый в «Взлет и падение нанобактерий», Янг и Martel, Scientific American , январь 2010
  7. ^ Рауль, D; Дранкур, М; Azza, S; Наппез, С; Guieu, R; Rolain, JM; Фурке, П; Кампанья, B; и другие. (2008). «Нанобактерии - это минерало-фетуиновые комплексы» . PLOS Патогены . 4 (2): e41. DOI : 10.1371 / journal.ppat.0040041 . PMC 2242841 . PMID 18282102 .  
  8. ^ "Взлет и падение нанобактерий", Янг и Мартель, Scientific American , январь 2010 г.
  9. ^ Между исследователями была принята конвенция о назывании - или по буквах - наночастицах, выделенных из геологических образцов, как нанобактерии , а из биологических образцов - как нанобактерии .
  10. ^ a b Фолк, Роберт Л. (4 марта 1997 г.). «Нанобактерии: конечно, не вымыслы, но что они под небесами?» . естественные науки. Архивировано из оригинала 9 декабря 2008 года . Проверено 20 декабря 2008 .
  11. ^ Маккей, Дэвид С .; и другие. (1996). «Поиск прошлой жизни на Марсе: возможная реликтовая биогенная активность в марсианском метеорите ALH84001» . Наука . 273 (5277): 924–930. Bibcode : 1996Sci ... 273..924M . DOI : 10.1126 / science.273.5277.924 . PMID 8688069 . S2CID 40690489 .  
  12. ^ Kajander E, Ciftçioglu N (1998). «Нанобактерии: альтернативный механизм патогенной внутри- и внеклеточной кальцификации и камнеобразования» . Proc Natl Acad Sci USA . 95 (14): 8274–9. Bibcode : 1998PNAS ... 95.8274K . DOI : 10.1073 / pnas.95.14.8274 . PMC 20966 . PMID 9653177 .  
  13. ^ Кумар V, G Фарелл, Ю. С., и др. (Ноябрь 2006 г.). «Клеточная биология патологической кальцификации почек: вклад кристаллического трансцитоза, клеточно-опосредованной кальцификации и наночастиц». J. Investig. Med . 54 (7): 412–24. DOI : 10.2310 / 6650.2006.06021 . PMID 17169263 . S2CID 26068331 .  
  14. ^ Пушкаш л, Tiszlavicz л, Rázga Z, Torday л, Krenács Т, Папп J (2005). «Обнаружение нанобактерий-подобных частиц в атеросклеротических бляшках человека». Acta Biol Hung . 56 (3–4): 233–45. DOI : 10,1556 / ABiol.56.2005.3-4.7 . PMID 16196199 . 
  15. ^ Ciftçioglu Н, Р Хаддад, Золотой D, D Моррисона, Маккей D (2005). «Потенциальная причина образования камней в почках во время космических полетов: усиленный рост нанобактерий в условиях микрогравитации». Kidney Int . 67 (2): 483–91. DOI : 10.1111 / j.1523-1755.2005.67105.x . PMID 15673296 . 
  16. ^ Рауль Д., Дранкур М., Азза С. и др. (Февраль 2008 г.). «Нанобактерии - это минерало-фетуиновые комплексы» . PLOS Pathog . 4 (2): e41. DOI : 10.1371 / journal.ppat.0040041 . PMC 2242841 . PMID 18282102 .  
  17. ^ Гарсиа-Руис JM, Мелеро-Гарсиа E, Hyde ST (январь 2009). «Морфогенез самоорганизующихся нанокристаллических материалов карбоната бария и кремнезема» (PDF) . Наука . 323 (5912): 362–5. Bibcode : 2009Sci ... 323..362G . DOI : 10.1126 / science.1165349 . PMID 19150841 . S2CID 11977001 . Архивировано из оригинального (PDF) 01.03.2012 . Проверено 3 декабря 2009 .   
  18. ^ Фолк, Р.Л. и Линч. FL (2001) Органическое вещество, предполагаемые нанобактерии и образование оолитов и твердых грунтов, Седиментология, 48: 215-229.
  19. ^ Folk, RL и Lynch, FL, (1997) Возможная роль нанобактерий (карликовых бактерий) в диагенезе глинистых минералов, Journal of Sedimentary Research, 67: 583-589.
  20. ^ Folk, RL (2005) нанобактерии и образование фрамбоидального пирита, Journal Earth System Science, 114: 369-374
  21. ^ Фолк, Р.Л. и Карлин Дж. (2006) Приключения в железной ванне для птиц: наноструктура оксида железа и связь нанобактерий, Геологическое общество Америки, Тезисы с программами, т. 38 (3), стр. 6.
  22. ^ Киркланд, Б. и Линч, Флорида (2005) нанобактерии, Big Foot и Лох-несское чудовище - во что вы должны верить?, Геологическое общество Америки, абс. с прогр., т. 37: 253.
  23. ^ Folk, RL и Kirkland, B, (2007) О малости жизни: новые доказательства ТЕА из биопленки в горячих источниках, Витербо, Италия, Геологическое общество Америки, абс. с прил., т. 39 (6) 421.
  24. ^ Folk, RL и Taylor, L (2002) нанобактериальные изменения пироксенов в марсианском метеорите ALH84001, Meteorology and Planetary Science, v. 37: 1057-1070.

Внешние ссылки [ править ]

  • Нанобактерии: факты или вымыслы?
  • От подонков, возможно, самой крохотной формы жизни, NY Times, 23 декабря 2006 г.
  • Нанобактерии заставляют нас болеть? , Wired News, 14 марта 2005 г.
  • Заявление о новой форме жизни , BBC News, 19 мая 2004 г.
  • Инфекционный микроорганизм, связанный с камнями в почках и другими заболеваниями , февраль 2005 г.
  • Страница исследования нанобактерий Департамента наук о Земле, Государственный университет Миссисипи
  • Статья New Scientist о нанобактериях
  • Кальциевая бомба - связь нанобактерий с болезнями сердца и раком
  • Тейлор, Майкл (1999). Темная жизнь . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Скрибнер. ISBN 0-684-84191-6.
  • Научно-фантастический роман « Академия путешественников во времени»; в нем рассказывается история о нанобактериях, обнаруженных в марсианских метеоритах.
  • [1] Избранные публикации Роберта Л. Фолка о нанобактериях.
  • «Первые подробные микроскопические доказательства существования« нанобактерий »на нижнем пределе размера жизни» . Курцвейл AI . 9 марта 2015 года . Проверено 10 марта 2015 года .