Плеоморфизм (микробиология)
В микробиологии плеоморфизм (от древнегреческого πλέω- , pléō , «больше» и -μορφή , morphḗ , форма), также плейоморфизм , — это способность некоторых микроорганизмов изменять свою морфологию, биологические функции или репродуктивные способы в ответ на условия окружающей среды. . Плеоморфизм наблюдался у некоторых представителей семейства Deinococcaceae . бактерий [1] Современное определение плеоморфизма в контексте бактериологии основано на изменении морфологии или функциональных методов отдельной клетки, а не на наследственном изменении этих признаков, как считалось ранее. [1]
Бактерии
[ редактировать ]В первые десятилетия 20-го века термин «плеоморфизм» использовался для обозначения идеи о том, что бактерии резко меняют морфологию, биологические системы или методы воспроизводства в соответствии с сигналами окружающей среды. Это утверждение вызвало споры среди микробиологов того времени и разделило их на две школы: мономорфисты, которые выступали против этого утверждения, и плеоморфисты, такие как Антуан Бешан , Эрнст Альмквист , Гюнтер Эндерляйн , Альберт Кальметт и другие. [2] Гастонс Нэссенс, Ройал Рэймонд Райф и Лида Мэттман, поддержавшие эту точку зрения. Согласно журнальной статье 1997 года Милтона Уэйнрайта , британского микробиолога, плеоморфизм бактерий не получил широкого признания среди современных микробиологов того времени. [3]
Мономорфная теория, поддержанная Луи Пастером , Рудольфом Вирховым , Фердинандом Коном и Робертом Кохом , стала доминирующей парадигмой в современной медицинской науке: теперь почти повсеместно признано, что каждая бактериальная клетка происходит из ранее существовавшей клетки практически того же самого организма. размер и форма. Однако в последнее время [ когда? ] Было показано, что некоторые бактерии способны резко менять форму.
Сергей Виноградский занял золотую позицию в споре о плеоморфизме. Он согласился с мономорфной школой мысли, но не согласился с некоторыми фундаментальными микробиологическими убеждениями, которых придерживались выдающиеся мономорфисты Кон и Кох. [4] Виноградский опубликовал обзор литературы под названием «Доктрина плеоморфизма в бактериологии», в котором он попытался объяснить споры о плеоморфизме, выявив фундаментальные ошибки в аргументах каждой стороны. [5] Виноградский утверждал, что плеоморфисты Негли и Цопф не смогли осознать существование морфологических классов бактерий и что Кон и Кох, в рамках своих собственных предположений, игнорируют виды морфологически разнообразных бактерий, которые не могут расти в аксенических культурах. [5] Виноградский объяснил восприятие плеоморфных бактерий как бактерий, проходящих через разные стадии цикла развития, тем самым обеспечив фундаментальную структуру теории морфологии, основанной на концепции динамического отклонения от морфологического типа или биотипа .
Хотя дебаты о плеоморфизме в некоторой степени все еще существуют в своей первоначальной форме, они преимущественно изменились на дискуссию о методах, эволюционном зарождении и практическом применении плеоморфизма. [6] Многие современные ученые рассматривают плеоморфизм либо как реакцию бактерий на давление, оказываемое факторами окружающей среды, например, бактериями, которые выделяют антигенные маркеры в присутствии антибиотиков , либо как явление, при котором бактерии последовательно развивают более сложные формы. [6] Гипотеза, называемая «Плеоморфная проволюция», составляющая «Амбиморфной парадигмы» Стюарта Грейса, принимает во внимание обе эти теории. [6]
Хотя недавно было показано, что некоторые бактерии способны резко менять форму, плеоморфия остается спорной концепцией. Общепринятым примером плеоморфизма является Helicobacter pylori , которая существует как в форме спирали (классифицируется как изогнутый стержень), так и в форме коккоида. [7] Legionella pneumophila , вид внутриклеточных бактерий-паразитов, ответственных за болезнь легионеров , дифференцируется в пределах разнообразной сети развития. [8] Род Corynebacterium. [9] и коккобактерии [10] были отнесены к плеоморфным родам, дифтероидные бациллы были отнесены к плеоморфным нозокомиальным бактериям . [11] Кроме того, в одном исследовании, посвященном агентам, вызывающим неинфекционные заболевания, в крови здоровых людей были обнаружены плеоморфные бактерии. [12]
Одним из факторов, влияющих на плеоморфизм некоторых бактерий, является их питание. Например, было показано, что бактерия Deinococcus radiodurans проявляет плеоморфизм в отношении различий в содержании питательных веществ в окружающей среде. [1]
Вирусы
[ редактировать ]Вирионы . некоторых вирусов иногда проявляют плеоморфизм в том смысле, что их внешний вид может различаться Однако это не настоящий плеоморфизм, поскольку отдельные вирионы не меняют форму, а сменяются вирионами другой формы. Одним из примеров являются бактериальные вирусы семейства Plasmaviridae . [13] группа галоархейных вирусов также проявляет плеоморфизм. Было показано, что [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Джоши Х.М., Толети РС (2009). «Питание вызвало плеоморфизм и почкование размножения у Deinococcus radiodurans » . Исследовательские заметки BMC . 2 : 123. дои : 10.1186/1756-0500-2-123 . ПМЦ 2714317 . ПМИД 19583846 .
- ^ Фельдберг, Джорджина (1995). Болезнь и класс: туберкулез и формирование современного североамериканского общества . Издательство Университета Рутгерса. ISBN 978-0-8135-2218-0 .
- ^ Уэйнрайт, М. (1997). «Чрезвычайный плеоморфизм и жизненный цикл бактерий: забытый спор». Перспективы биологии и медицины . 40 (3): 407–414. дои : 10.1353/pbm.1997.0038 . S2CID 84781739 .
- ^ Пенн, М; Дворкин, М. (июнь 1976 г.). Роберт Кох и два взгляда на микробиологию . OCLC 679603238 .
- ^ Jump up to: а б ВИНОГРАДСКИЙ С. (май 1937). «Учение о плеоморфизме в бактериологии». Почвоведение . 43 (5): 327–340. Бибкод : 1937SoilS..43..327W . дои : 10.1097/00010694-193705000-00001 . ISSN 0038-075X . S2CID 95249188 .
- ^ Jump up to: а б с Грейс, Стюарт (2001). «Теория плеоморфной проволюции: новый взгляд на ересь спонтанного зарождения» (PDF) . Группа исследований естественной философии .
- ^ Андерсен, Лейф Персиваль; Расмуссен, Одинокий (июль 2009 г.). «Хеликобактер пилори-коккоидные формы и образование биопленок» . FEMS Иммунология и медицинская микробиология . 56 (2): 112–115. дои : 10.1111/j.1574-695x.2009.00556.x . ISSN 0928-8244 . ПМИД 19453756 .
- ^ Робертсон, Питер; Абдельхади, Хани; Гардуньо, Рафаэль А. (22 декабря 2014 г.). «Множество форм плеоморфного бактериального патогена — сеть развития Legionella pneumophila» . Frontiers in Microbiology . 5 : 670. doi : 10.3389/ . ISSN 1664-302X . PMC 4273665. . PMID 25566200 fmicb.2014.00670
- ^ Койл, МБ; Липский, Б.А. (июль 1990 г.). «Коринеформные бактерии при инфекционных заболеваниях: клинико-лабораторные аспекты» . Обзоры клинической микробиологии . 3 (3): 227–246. дои : 10.1128/cmr.3.3.227 . ISSN 0893-8512 . ПМЦ 358157 . ПМИД 2116939 .
- ^ Розенталь, Кен С.; Тан, Майкл Дж. (2011), «Грам-отрицательные кокки и коккобациллы», Rapid Review Microbiology and Immunology , Elsevier, стр. 85–89, doi : 10.1016/b978-0-323-06938-0.00012-8 , ISBN 978-0-323-06938-0
- ^ Чандра, Решми (2016). «Дифтероиды — важные внутрибольничные патогены» . Журнал клинических и диагностических исследований . 10 (12): DC28–DC31. дои : 10.7860/jcdr/2016/19098.9043 . ISSN 2249-782X . ПМК 5296432 . ПМИД 28208859 .
- ^ Маклафлин, Ричард В.; Вали, Ходжатолла; Лау, Питер С.К.; Палфри, Роджер Дж. Э.; Де Чиччо, Анджела; Сируа, Марк; Ахмад, Дарахшан; Виллемур, Ричард; Дерозье, Марсель; Чан, Эдди К.С. Существуют ли в природе плеоморфные бактерии в крови здоровых людей? . Американское общество микробиологии. OCLC 679258190 .
- ^ Настольная энциклопедия общей вирусологии . Бостон: Академическая пресса. 2009. с. 254. ИСБН 978-0-12-375146-1 .
- ^ Сенчило, Ана; Полин, Ларс; Келлнер, Стефани; Хельм, Марк; Ройн, Элина (06 марта 2012 г.). «Родственные галоархейные плеоморфные вирусы содержат разные типы генома» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (12): 5523–5534. дои : 10.1093/нар/gks215 . ISSN 1362-4962 . ПМЦ 3384331 . ПМИД 22396526 .