Бделловибрио

Бделловибрио
	Центральный срез криотомограммы неповрежденной бактериовибрионной клетки Bdellovibrio . Масштабная линейка 200 нм
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Бделловибрионота
Сорт:	Бделловибриония
Заказ:	Бделловибрионалес
Семья:	Бделловибрионовые
Род:	Бделловибрио
Типовой вид
	Бделловибрио бактериоворус ; Столп и Старр 1963
Разновидность
	Б. бактериорус ; Б. рейносенсис ;

Bdellovibrio — род грамотрицательных аэробных облигатных бактерий . Одной из наиболее примечательных особенностей этого рода является то, что его представители могут охотиться на другие грамотрицательные бактерии и питаться биополимерами , например, белками и нуклеиновыми кислотами своих хозяев. У них два образа жизни: зависимая от хозяина высокомобильная фаза, «фаза атаки», в которой они образуют «бделлопласты» в бактериях-хозяевах; и медленнорастущая форма неправильной формы, независимая от хозяина. ^{[ 1 ]}

Бделловибрио бактериоворус

Наиболее хорошо изученным из них является Bdellovibrio бактериоворус , который в природе встречается почти исключительно в условиях роста, зависимого от хозяина. В этой форме атаки свободного плавания после поиска добычи с помощью пилей он прорывается через внешнюю мембрану / пептидогликановую клеточную стенку хозяина и попадает в периплазматическое пространство . Бактерия Bdellovibrio затем образует структуру, называемую бделлопластом . Этот бделлопласт создается в результате модификации клетки-хозяина, придающей ей сферическую форму. Внутри бделлопласта потерян единственный крупный жгутик хищного бделловибриона. Затем клетка-хозяин быстро уничтожается, позволяя молекулам из внутренней части цитоплазмы хозяина свободно проходить в периплазму, а периплазма, в которой обитает Bdellovibrio, может питаться. ^{[ 2 ]} Используя некоторые из этих молекул, Bdellovibrio создает защитную среду, укрепляя пептидогликановую клеточную стенку хозяина, в которой он теперь обитает, с помощью амидаз и транспептидаз . Примерно через 4 часа, в зависимости от температуры окружающей среды, бделловибрио благодаря такому питанию резко увеличивается в размерах. Он делится для репликации, а затем уходит посредством окончательного лизиса клеточной стенки и мембран хозяина. Недавно появившиеся бделловибрио используют свои недавно выросшие мощные жгутики, чтобы уплыть и найти следующего подходящего хозяина. Из-за этой прерывистой стадии бделлопластов и кратковременной паразитарной фазы (15-20 минут) Bdellovibrio можно считать бактериальными хищниками или паразитами.

Bdellovibrio бактериоворус был впервые описан Столпом и Петцольдом в 1962 году. В 2012 году был идентифицирован еще один представитель вида Bdellovibrio — « Bdellovibrio tiberius» из реки Тибр. ^{[ 3 ]} Этот вид более способен к независимому от хозяина росту.

известно немного О Bdellovibrio exovorus . ^{[ 4 ]} внепаразитический бделловибрион, который не может проникнуть в свою добычу и не образует бделлопластов.

Появление

Под световым микроскопом зависимый от хозяина Bdellovibrio выглядит как подвижная палочка запятой размером примерно 0,3–0,5 на 0,5–1,4 мкм с едва различимым жгутиком . Бделловибрио появляются в виде растущей прозрачной бляшки на E. coli «лужайке» . Примечательно, что у Bdellovibrio есть оболочка, покрывающая жгутик, что является редкой особенностью для бактерий. Движение жгутиков прекращается, как только Bdellovibrio проникает в добычу, и затем жгутики сбрасываются.

Независимые от хозяина Bdellovibrio кажутся аморфными и крупнее, чем в хищной фазе.

Условия культивирования

B. бактериоворус, по-видимому, повсеместно распространен в природе и в искусственных средах обитания. Они были обнаружены в образцах почвы, ризосфере корней растений, реках, океанах, сточных водах, кишечнике и фекалиях птиц и млекопитающих и даже в раковинах устриц и жабрах крабов. ^{[ 5 ]} B. бактериоворус способен процветать практически в любой среде обитания, общие требования заключаются в том, что в окружающей среде должен присутствовать кислород и некоторые другие грамотрицательные бактерии. Оптимальная температура составляет 28–30 °C, что делает B. бактериоворус мезофилом. Bdellovibrio выращивают в лаборатории в стационарной фазе HI (независимой от хозяина) при 29 °C на агаре с дрожжево-пептонным бульоном . Зависимые от хозяина (хищные) культуры выращивают с популяцией E.coli S-17 при 29°С в течение 16 часов. ^{[ 3 ]} Их также можно культивировать с использованием покрытий YPSC (дрожжевой экстракт, пептон, ацетат натрия, хлорид кальция) или лизатов добычи . ^{[ нужна ссылка ]}

Жизненный цикл и паразитизм

*Жизненный цикл бделловибрио* . Bdellovibrio . прикрепляется к грамотрицательной бактерии после контакта и проникает в периплазматическое пространство жертвы Попав внутрь, происходит удлинение и клетки-потомки высвобождаются в течение 4 часов. ^{[ 6 ]}

Клетки Bdellovibrio могут плавать со скоростью 160 мкм/с, что в 100 раз превышает длину их тела в секунду. Он плавает, используя одиночный полярный жгутик с оболочкой и характерной формой волны затухающей нити . Bdellovibrio атакует другие грамотрицательные бактерии, прикрепляясь к внешней мембране клетки-жертвы и слою пептидогликана , после чего создает небольшое отверстие во внешней мембране. Затем клетка Bdellovibrio хозяина попадает в периплазматическое пространство . Он остается обратимо прикрепленным к нему в течение короткого периода «узнавания».

После периода распознавания он необратимо прикрепляется через полюс, противоположный жгутику. Попав внутрь периплазмы, клетка Bdellovibrio запечатывает отверстие в мембране и преобразует клетку-хозяина в сферическую морфологию. Это происходит из-за секреции L,D-транспептидаз, которые расщепляют пептидогликан и, следовательно, приводят к аморфизации клетки. Образовавшийся двухклеточный комплекс называется бделлопластом. Клетка Bdellovibrio использует гидролитические ферменты для расщепления молекул клетки-хозяина, которые она использует для нитевидного роста. Когда питательные вещества клетки-хозяина исчерпываются, нить разделяется, образуя потомство Bdellovibrios . Потомство становится подвижным, прежде чем оно лизирует клетку-хозяина и высвобождается в окружающую среду. Весь жизненный цикл занимает три-четыре часа и производит в среднем 3–6 клеток-потомков от одной кишечной палочки или до 90 от более крупной добычи, такой как нитчатая кишечная палочка . ^{[ 7 ]}

Мишени видов Bdellovibrio , включая Vibrio vulnificus , могут подвергаться совместной инфекции Bdellovibrio и бактериофагом . ^{[ 8 ]} Хотя считается, что округление добычи Bdellovibrio развилось для уменьшения коинфекции нескольких Bdellovibrio , более крупная добыча, которая не округляется, может быть заражена несколькими Bdello.

Геномика

Геном Bdellovibrio бактериоворуса HD100 был секвенирован в 2004 году. ^{[ 9 ]} Геном HD100 имеет длину 3 782 950 нуклеотидов , что больше, чем ожидалось, учитывая его небольшой размер. ^{[ 10 ]}

См. также

Ссылки

^ Лавинг, Эндрю Л.; Сокетт, Р. Элизабет (12 апреля 2021 г.). «Микробный профиль: Bdellovibrio бактериовор: специализированный бактериальный хищник бактерий» . Микробиология . 167 (4): 001043. doi : 10.1099/mic.0.001043 . ISSN 1350-0872 . ПМЦ 8289219 . ПМИД 33843574 .
^ Риттенберг СК, Шило М (апрель 1970 г.). «Раннее повреждение хозяина в инфекционном цикле Bdellovibrio бактериоворуса» . Журнал бактериологии . 102 (1): 149–60. дои : 10.1128/jb.102.1.149-160.1970 . ПМК 284981 . ПМИД 4908670 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Хобли Л., Лернер Т.Р., Уильямс Л.Е., Ламберт С., Тилль Р., Милнер Д.С. и др. (ноябрь 2012 г.). «Анализ генома одновременно хищного и независимого от добычи нового бактериолога Bdellovibrio из реки Тибр подтверждает предсказания in silico как о древнем, так и о недавнем латеральном переносе генов от различных бактерий» . БМК Геномика . 13 :670. дои : 10.1186/1471-2164-13-670 . ПМЦ 3539863 . ПМИД 23181807 .
^ Коваль С.Ф., Хайнс Ш.Х., Фланнаган Р.С., Пастернак З., Давыдов Ю., Юркевич Е. (январь 2013 г.). «Bdellovibrio exovorus sp. nov., новый хищник Caulobacter crescentus» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 63 (1): 146–151. дои : 10.1099/ijs.0.039701-0 . ПМИД 22368169 .
^ Шемеш, Ю. (2003). «Маленькое пожирает большое: экология и разнообразие Bdellovibrio и подобных организмов, а также их динамика во взаимодействии хищник-жертва» (PDF) . Агрономия . 23 (5–6): 433–439. дои : 10.1051/агро:2003026 . S2CID 17194037 .
^ Мэдиган, Майкл Т. (7 января 2011 г.). Брок Биология микроорганизмов (Глобальное издание). Пирсон Образование. ISBN 978-0-321-73551-5 .
^ Штраух, Э.; Бек, С.; Аппель, Б. (2007). «Бделловибрио и подобные организмы: потенциальные источники новых биохимических и терапевтических средств?». Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том. 4. с. 131. дои : 10.1007/7171_2006_055 . ISBN 978-3-540-38577-6 .
^ Чен, Х.; Уильямс, Х.Н. (2012). «Разделение добычи: Совместное заражение бактерии вирусом и прокариотическим хищником» . мБио . 3 (2): e00051-12. дои : 10.1128/mBio.00051-12 . ПМЦ 3345577 . ПМИД 22511350 .
^ Рендулик С., Ягтап П., Розинус А., Эппингер М., Баар С., Ланц С., Келлер Х., Ламберт С., Эванс К.Дж., Гоесманн А., Мейер Ф., Сокетт Р.Э. , Шустер С.С. (январь 2004 г.). «Хищник без маски: жизненный цикл Bdellovibrio бактериоворуса с точки зрения генома». Наука . 303 (5658): 689–692. дои : 10.1126/science.1093027 . ПМИД 14752164 . S2CID 38154836 .
^ Тюдор, Джей-Джей; Макканн, член парламента (2007). «Геномный анализ и молекулярная биология хищных прокариот». Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том. 4. с. 153. дои : 10.1007/7171_056 . ISBN 978-3-540-38577-6 .

Внешние ссылки

«Типовой штамм Bdellovibrio бактериоворуса в Бак- Дайве » . База метаданных по бактериальному разнообразию .

[1] Лавинг, Эндрю Л.; Сокетт, Р. Элизабет (12 апреля 2021 г.). «Микробный профиль: Bdellovibrio бактериовор: специализированный бактериальный хищник бактерий» . Микробиология . 167 (4): 001043. doi : 10.1099/mic.0.001043 . ISSN 1350-0872 . ПМЦ 8289219 . ПМИД 33843574 .

[2] Риттенберг СК, Шило М (апрель 1970 г.). «Раннее повреждение хозяина в инфекционном цикле Bdellovibrio бактериоворуса» . Журнал бактериологии . 102 (1): 149–60. дои : 10.1128/jb.102.1.149-160.1970 . ПМК 284981 . ПМИД 4908670 .

[Hobley_2012-3] Перейти обратно: ^а ^б Хобли Л., Лернер Т.Р., Уильямс Л.Е., Ламберт С., Тилль Р., Милнер Д.С. и др. (ноябрь 2012 г.). «Анализ генома одновременно хищного и независимого от добычи нового бактериолога Bdellovibrio из реки Тибр подтверждает предсказания in silico как о древнем, так и о недавнем латеральном переносе генов от различных бактерий» . БМК Геномика . 13 :670. дои : 10.1186/1471-2164-13-670 . ПМЦ 3539863 . ПМИД 23181807 .

[4] Коваль С.Ф., Хайнс Ш.Х., Фланнаган Р.С., Пастернак З., Давыдов Ю., Юркевич Е. (январь 2013 г.). «Bdellovibrio exovorus sp. nov., новый хищник Caulobacter crescentus» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 63 (1): 146–151. дои : 10.1099/ijs.0.039701-0 . ПМИД 22368169 .

[5] Шемеш, Ю. (2003). «Маленькое пожирает большое: экология и разнообразие Bdellovibrio и подобных организмов, а также их динамика во взаимодействии хищник-жертва» (PDF) . Агрономия . 23 (5–6): 433–439. дои : 10.1051/агро:2003026 . S2CID 17194037 .

[brock-6] Мэдиган, Майкл Т. (7 января 2011 г.). Брок Биология микроорганизмов (Глобальное издание). Пирсон Образование. ISBN 978-0-321-73551-5 .

[strauch-7] Штраух, Э.; Бек, С.; Аппель, Б. (2007). «Бделловибрио и подобные организмы: потенциальные источники новых биохимических и терапевтических средств?». Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том. 4. с. 131. дои : 10.1007/7171_2006_055 . ISBN 978-3-540-38577-6 .

[chen2012-8] Чен, Х.; Уильямс, Х.Н. (2012). «Разделение добычи: Совместное заражение бактерии вирусом и прокариотическим хищником» . мБио . 3 (2): e00051-12. дои : 10.1128/mBio.00051-12 . ПМЦ 3345577 . ПМИД 22511350 .

[9] Рендулик С., Ягтап П., Розинус А., Эппингер М., Баар С., Ланц С., Келлер Х., Ламберт С., Эванс К.Дж., Гоесманн А., Мейер Ф., Сокетт Р.Э. , Шустер С.С. (январь 2004 г.). «Хищник без маски: жизненный цикл Bdellovibrio бактериоворуса с точки зрения генома». Наука . 303 (5658): 689–692. дои : 10.1126/science.1093027 . ПМИД 14752164 . S2CID 38154836 .

[Tudor-10] Тюдор, Джей-Джей; Макканн, член парламента (2007). «Геномный анализ и молекулярная биология хищных прокариот». Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том. 4. с. 153. дои : 10.1007/7171_056 . ISBN 978-3-540-38577-6 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]