Trichoplax是人們可以想象的最簡單的動物之一，看起來像一個無形的小斑點。資深作者Nicole Dubilier說，這讓她想起了薯片。Trichoplax生活在世界各地溫暖的沿海水域，在那里它覆蓋著覆蓋沙子和巖石的微觀藻類。雖然大多數(shù)魚友可能都不知道，但幾乎任何有珊瑚的海水水族館都可以發(fā)現(xiàn)Trichoplax。

Trichoplax與海綿和水母一起屬于動物王國最基本的血統(tǒng)之一。直到70年代，甚至還不清楚Trichoplax是一種適當(dāng)?shù)?，完全成熟的動物還是僅僅是水母的幼年階段。這些動物直徑只有大約半毫米，沒有口腔，腸道和任何其他器官，僅由六種不同的細胞組成。它的簡單性使其成為生物學(xué)家的流行模型生物。

來自德國不來梅馬克斯普朗克海洋微生物研究所，夏威夷大學(xué)和北卡羅來納州立大學(xué)的科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，Trichoplax并不像它看起來那么簡單。它與非常不尋常的細菌生活在非常復(fù)雜的共生中。

簡單即美

近50年前，德國動物學(xué)家Karl Grell首次觀察到Trichoplax中的細菌。但從那時起，沒有人真正仔細研究過。圍繞哈拉爾德·格魯伯- Vodicka，尼科Leisch和妮可杜比利埃從馬普海洋微生物學(xué)，和邁克爾·哈德菲爾德從夏威夷大學(xué)科學(xué)家組成的國際小組現(xiàn)在已經(jīng)調(diào)查的細菌租戶絲盤蟲測序的基因組，并采用高分辨率顯微鏡檢查他們住在哪里。“盡管如此簡單，TrichoplaxGruber-Vodicka說：“它們的細胞中含有兩種非常不同且極不尋常的細菌共生體。”我們稱之為共生體非常挑剔或細胞特異性。每個共生體只存在于一種宿主細胞中。“

Grellia- 第一個生活在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的共生體

在動物學(xué)家Karl Grell之后，一個名為Grellia的共生體生活在Trichoplax的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)內(nèi)，并且是第一個永久生活在動物ER中的共生體。ER在蛋白質(zhì)和膜生產(chǎn)中起著重要作用。證明Grellia真正屬于急診室是一項挑戰(zhàn)。“我們重建了ER的詳細三維模型，以顯示Grellia生活在其中，由德累斯頓Max Planck分子細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的電子顯微鏡設(shè)備支持，”Niko Leisch解釋說。“其他寄生細菌模仿ER的結(jié)構(gòu)，誘使宿主認為它們無害。但是，我們的成像數(shù)據(jù)清楚地表明了Grellia生活在宿主的ER中。“有趣的是，Grellia盡管與寄生蟲密切相關(guān)，但似乎對Trichoplax沒有害處。”雖然它有基因可以讓它從宿主那里偷取能量，但它并沒有使用它們，“萊希繼續(xù)說道。

Ruthmannia- 看到微生物暗物質(zhì)

Truthoplax的第二個共生體，Ruthmannia，屬于一組最近才發(fā)現(xiàn)的細菌，即Margulisbacteria。“在我們研究之前，Margulisbacteria是所謂的微生物暗物質(zhì)的一部分 - 生物學(xué)家通過測序找到的絕大多數(shù)微生物，但無法進行培養(yǎng)，”Harald Gruber-Vodicka解釋道。“我們從未真正見過他們，盡管他們的遺傳蹤跡遍布全球的水生樣本。”現(xiàn)在Gruber-Vodicka和Leisch拍攝了Margulisbacteria的第一張照片。“這是我們第一次看到這一群體的成員。對我們來說，觀察這種微生物暗物質(zhì)就像成像黑洞一樣令人興奮。”這種共生體存在于Trichoplax用來消化其藻類食物的細胞中。“Ruthmannia似乎只吃藻類中的脂肪和其他脂類，剩下的就留給了宿主。作為回報，我們認為Ruthmannia可能為Trichoplax提供維生素和氨基酸。”隨著Trichoplax在馬克斯普朗克海洋微生物學(xué)研究所的實驗室酒窖中蓬勃發(fā)展，作者現(xiàn)在可以不斷獲得這一神秘的細菌群。

下一步是什么

“在這項研究中，我們專注于單一Trichoplax物種的共生伙伴，”Max Planck海洋微生物研究所所長Nicole Dubilier說。“然而，至少還有20種物種已被描述，我們的第一批結(jié)果表明每種寄主物種都有自己的，非常特殊的共生體。我們很興奮仔細研究這種顯著的多樣性以及它是如何進化的。動物不僅看起來像薯片，而且當(dāng)涉及到它們內(nèi)部的東西時，它們也會產(chǎn)生緊縮。“