البكتيريا المسامية

تُعدّ البوريبكتيريا شعبةً مرشحةً من البكتيريا، اكتُشفت لأول مرة ^{[ 1 ]} في الميكروبيوم الخاص بالإسفنج البحري ( Porifera ). وهي بكتيريا سالبة الغرام، هوائية في المقام الأول، مختلطة التغذية ، ولديها القدرة على الفسفرة التأكسدية ، وتحلل الجلوكوز ، وتثبيت الكربون ذاتيًا عبر مسار وود-ليونغدال . ^{[ 2 ] [ 3 ]} وتتميز البوريبكتيريا بتغذيتها غير الذاتية، وذلك بفضل مجموعة غنية من إنزيمات تحلل الجليكوسيدات، وتحلل حمض اليورونيك، بالإضافة إلى العديد من إنزيمات السلفاتاز المتخصصة. وقد اقتُرح أن هذه المجموعة غيرية التغذية من البوريبكتيريا تُشارك في تحلل المادة الخلوية الخارجية للإسفنج المضيف. ^{[ 3 ]}

تكشف تقنيات علم الجينوم أحادي الخلية وتسلسل الحمض النووي الميتاجينومي عن نطاق حجم جينوم بكتيريا البوريباكتيريا يتراوح بين 4.2 و6.5 ميغابايت تقريبًا ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} ، ويحتوي على 4254 جينًا مُشفِّرًا للبروتين ، منها نسبة عالية بشكل غير معتاد تبلغ 24% لا تُظهر أي تشابه مع جينات معروفة . ومن بين الجينات ذات التشابه القابل للتحديد، تشير المسارات المُعاد بناؤها إلى أن عملية الأيض المركزية في بكتيريا البوريباكتيريا قادرة على تحلل الجلوكوز ، ودورة حمض الستريك ، ومسارات فوسفات البنتوز ، والفسفرة التأكسدية ، ومسار إنتنر-دودوروف ، وتثبيت الكربون ذاتي التغذية عبر مسار وود-ليونغدال . علاوة على ذلك، يبدو أن بكتيريا البوريباكتيريا تُشارك في عملية نزع النيتروجين الاستيعابي واقتناص الأمونيا، مما قد يكون له دور في إعادة تدوير النيتروجين داخل الكائن الحي المتكامل للإسفنج. كما ورد أن جينوم البكتيريا المسامية يحتوي على عدد كبير بشكل غير عادي من أنظمة الدفاع ضد العاثيات، بما في ذلك نظام CRISPR-CAS وأنظمة تعديل التقييد . ^{[ 6 ]}

يُعدّ تقسيم الخلية إلى عضيات متميزة محاطة بأغشية سمةً عالميةً ومميزةً للكائنات حقيقية النوى، ولكن لم يُلاحظ هذا التقسيم في بدائيات النوى باستثناء شعبة البلانكتوميسيتوتا . كان يُعتقد سابقًا أن البكتيريا المسامية تتميز عن الكائنات الدقيقة الأخرى المرتبطة بالإسفنج البحري ببنية مورفولوجية مميزة تتضمن حجرة خلوية كبيرة محاطة بغشاء، يُعتقد أنها تحتوي على الحمض النووي (DNA). ^{[ 1 ]} تم تحديد حجرات البكتيريا المسامية المميزة في الأصل باستخدام التهجين الموضعي الفلوري والمجهر الإلكتروني . ^{[ 1 ]} تشير الأدلة الجينومية إلى وجود عضيات مرتبطة بالبروتين، ولكن ليس عضيات محاطة بغشاء. ^{[ 6 ]} في الآونة الأخيرة، أكد المجهر الضوئي الإلكتروني الترابطي عنصرين من عناصر تقسيم البكتيريا المسامية إلى حجيرات دون خلوية: ^{[ 7 ]} أولًا، الحجيرات الدقيقة البكتيرية ، التي تتمركز بشكل غير نمطي عند غشاء الخلية. ثانياً، الحجيرات ثنائية القطب الكروية التي يُناقش أنها على الأرجح بوليمرات تخزين غنية بالكربون مثل بولي هيدروكسي بوتيرات .

تكشف التحليلات الجينومية للبكتيريا المسامية عن عدة عائلات من البروتينات المتكررة على سطح الخلية، والتي تشبه تلك الموجودة في حقيقيات النوى، ونادرًا ما توجد في بدائيات النوى. تشمل الأمثلة نطاقات التكرار الغنية بالليوسين والأنكيرين ، [ ^{2 ] بالإضافة} إلى الببتيدات رباعية التريكو . ^{[ 6 ]} كما تم العثور على بروتينات تكرارية غير عادية لمستقبلات البروتين الدهني منخفض الكثافة ، ذات وظيفة غير معروفة. يُعتقد أن معظم هذه العائلات البروتينية تشارك في التفاعلات السطحية مع الإسفنج المضيف. ^{[ 6 ]} علاوة على ذلك، لوحظ وجود بنية جينية لتخليق الستيرول في جينومات البكتيريا المسامية، والتي توجد عادةً بشكل حصري تقريبًا في حقيقيات النوى وبكتيريا البلانكتوميسيت Gemmata obscuriglobus . ^{[ 2 ]}

تُعدّ البكتيريا المسامية كائنات تكافلية مع الإسفنج البحري ، وهي من بين أكثر الكائنات الدقيقة وفرةً في الميكروبيوم شديد التنوع الموجود في الطبقة الوسطى للإسفنج . [ ^{2 ] وقد} وُجدت في مجموعة كبيرة ومتنوعة من أنواع الإسفنج ذات أصول جغرافية مختلفة. ^{[ 8 ]} يمكن أن يُورَث تركيب الكائنات الدقيقة في ميكروبيوم الإسفنج عموديًا، حيث ينقل الإسفنج البالغ مجتمعاته الميكروبية المميزة إلى ذريته. ^{[ 9 ]}