Цитробактер Фреундии
| Цитробактер Фреундии | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Псевдомонадота |
| Сорт: | Гаммапротеобактерии |
| Заказ: | Энтеробактерии |
| Семья: | Энтеробактерии |
| Род: | Цитробактерия |
| Разновидность: | К. Фреунди |
| Биномиальное имя | |
| Цитробактер Фреундии (Браак, 1928 г.) Веркман и Гиллен, 1932 г. [1] | |
Citrobacter freundii — вид факультативно-анаэробных грамотрицательных бактерий семейства Enterobacteriaceae, который в настоящее время насчитывает 13 признанных видов. Эти бактерии имеют форму палочек с типичной длиной 1–5 мкм. Большинство клеток C. freundii имеют несколько жгутиков, используемых для передвижения, хотя у некоторых неподвижных таксонов их нет. C. freundii — это микроорганизм, обитающий в почве, но его также можно обнаружить в воде, сточных водах, пище и кишечном тракте животных и человека. Род Citrobacter был открыт в 1932 году Веркманом и Гилленом. культуры C. freundii В том же году из почвенных экстрактов были выделены и идентифицированы .
Морфология и особенности клеток
[ редактировать ]Экзополисахариды C. freundii воздействуют на гидроксильный радикал, демонстрируя антиоксидантную активность. [2] Эти антиоксидантные свойства связаны со многими различными физическими и химическими свойствами. [2]
C. freundii также может оказывать положительное влияние при лечении некоторых видов рака; в частности, было обнаружено, что он полезен в уничтожении и лечении рака шейки матки. [2] Некоторые изолированные штаммы C. freundii обладают токсичностью в отношении клеток HeLa , бессмертной клеточной линии человека, происходящей из клеток рака шейки матки. [2]
C. freundii обладает агрессивным паттерном адгезии, обнаруженным в клетках коз, и, как было показано, играет роль в его патогенности; хотя, это не гарантия заражения. [3]
Формирование биопленок играет важную роль в уровне заражения C. freundii, демонстрируя различные способы заражения, которые включают не только прикрепление, но и образование биопленок при комнатной температуре. [3] Сильная адгезия биопленки также может привести к созданию резервуара резистентности в антимикробных генах, а это означает, что, хотя в этих случаях адгезия не является прямой причиной инфекции, приверженность создает устойчивость. [3]
Большие биопленки образуются при 25°C нецитотоксичными штаммами C. freundii с множественной лекарственной устойчивостью , которые образуются в результате агрегативного присоединения к эпителиальным клеткам толстой кишки. [3] С помощью трансмиссионной электронной микроскопии было обнаружено, что агрегативные штаммы не имеют видимых на поверхности бахромок. Экспрессия фимбрий с образованием биопленок может регулироваться температурой, как и у некоторых Enterobacteriales. [3] Было показано, что скорость образования биопленок относительно низкая, но после роста при комнатной температуре было показано, что больше штаммов C. freundii создают прочные биопленки, которые способствуют сохранению этого штамма в условиях, подобных больничным. Это говорит о том, что эти штаммы используют стратегию, отличную от других, чтобы добиться успеха, когда дело доходит до успеха и устойчивости заболевания у хозяина. [3] Это показывает, что на образование биопленок могут очень сильно влиять различные температуры. [3]
Филогения и эволюция генома
[ редактировать ]C. freundii более филогенетически разнообразен, чем клады E. coli и Salmonella spp. , что указывает на то, что C. freundii является полифилетическим родом. [4] Из-за фенотипического разнообразия, которое содержит C. freundii , его очень трудно идентифицировать, особенно потому, что он универсален не только по своему антигенному и патогенному поведению, но и по морфологии клеток. [4]
C. freundii отличается высокой степенью разнообразия нуклеотидов благодаря двум различным линиям с глубоким разделением внутри таксона. [5] На основании филогенетической информации эти подразделения линий прекрасно коррелируют с информацией о географии и видах-хозяевах, демонстрируя, что эти факторы имеют важное значение для избирательности. [5] Когда дело доходит до каждого гена, виды разных таксонов могут различаться, а расходящиеся ветви на некоторых деревьях могут оказаться тесно связанными с другими деревьями. Несмотря на такое разделение линий, все штаммы C. freundii используют цитрат. [5]
Дополнительные доказательства эволюции можно получить на основе двух классов бета-лактамаз C. freundii : бета-лактамазы CMY-2 AmpC и бета-лактамазы TEM-1. Ни один из них не обладает устойчивостью к бета-лактамам и не передает никаких аллелей с естественной устойчивостью. [6] Эволюция in vitro показывает, что существует потенциал развития устойчивости к цефепиму как для CMY-2, так и для TEM-1. [6] Устойчивость, которую приобретают CMY-2 и TEM-1, относится к грамотрицательным бактериям. [6] Неразвитый CMY-2 демонстрирует большую устойчивость, чем TEM-1 (в четыре раза больше); однако TEM-1 продемонстрировал более высокий уровень устойчивости, чем CMY-2, когда оба эволюционировали. [6]
Метаболические детали
[ редактировать ]C. freundii обладает способностью расти на глицерине и использовать его в качестве единственного источника углерода и энергии. В организме имеется бактериальный микрокомпартмент, способный перерабатывать пропандиол . C. freundii дает положительный результат MR и отрицательный тест VP , а также положительный тест на каталазу и отрицательный тест на оксидазу. C. freundii не может гидролизовать крахмал, липиды или желатин. [7] C. freundii также исследовали на предмет биоразложения дубильной кислоты , используемой на кожевенных заводах . [8]
C. freundii включает фенвалерат бактериальный штамм CD-9, разлагающий . Деградация фенвалерата посредством CD-9 также включает деградацию промежуточных продуктов. Это в конечном итоге предотвращает накопление промежуточных продуктов в конце эксперимента, который показывает, что этот штамм может полностью метаболизировать сложные эфиры и включать полный метаболический путь деградации фенвалерата. [9] Оптимальные условия для CD-9 включают: концентрацию фенвалерата 77 мг/л, pH 6,3 и количество инокуляции 6% (по объему). [9] Эти условия способствуют разложению фенвалерата на 88% за 72 часа. [9] Было обнаружено, что фермент, вызывающий деградацию фенвалерата, является внутриклеточным. [9]
Уникальные гены приспособленности показывают, что многочисленные метаболические пути, а именно tat-зависимая секреция белка, рекомбинация ДНК и процессы репарации, необходимы для выживания C. freundii в системе кровообращения. [10] Эти результаты указывают либо на необходимость определения основного источника углерода хозяина, либо на способность C. freundii приспосабливаться к потере индивидуальных путей потребления углерода в среде хозяина. [10] Мутант tatC C. freundii продемонстрировал примерно половину снижения плавательной моторики по сравнению со штаммом дикого типа, а плавательная моторика была полностью восстановлена за счет комплементарности трансгена. Эти результаты подчеркивают дефицит моторики при отсутствии функции tatC. Однако, поскольку плавание редко наблюдается у мутанта tatC, возможно, что функция жгутика сохраняется в некоторой степени. [10]
Актуальность для более широкой системы
[ редактировать ]C. freundii также часто считается членом почвенного микробиома. Этот микроб играет важную роль в круговороте азота в окружающей среде. C. freundii также является азотфиксирующей бактерией, этот процесс продемонстрирован в живых тканях деревьев сассафраса. Этот процесс свидетельствует о том, что они частично ответственны за восстановление нитратов в нитритах в окружающей среде. [8]
C. freundii также можно обнаружить в кишечном тракте человека и других животных из различных источников окружающей среды. C. freundii является распространенным компонентом микробиома кишечника здоровых людей . [11] Хотя большинство штаммов полезны, между штаммами существуют значительные фенотипические различия, даже если они имеют общий геном >99%. [12] Взаимодействие C. freundii со здоровыми людьми обычно считается непатогенным; тем не менее, попав в кровоток, C. freundii может вызвать опасную для жизни инфекцию, которая может перерасти в сепсис. В результате C. freundii принадлежит к ограниченной группе видов грамотрицательных бактерий, которые часто встречаются в медицинских учреждениях и могут вызывать различные заболевания у людей с различными основными заболеваниями. [10]
Токсигенный C. freundii встречается редко, и его основное влияние на здоровье человека оказывает условно-патогенное воздействие. [10] Таким образом, C. freundii вызывает широкий спектр заболеваний, включая инфекции мочевой системы, дыхательных путей, ран, кровообращения и других органов у пациентов с ослабленным иммунитетом. [10] [13] По данным медицинских учреждений Северной Америки, род Citrobacter ответственен за 3–6% инфекций Enterobacteriaceae и является одним из наиболее частых штаммов, вызывающих инфицирование человека. [10]
Гены вирулентности, идентичные или гомологичные генам, выявленным в патотипах E. coli, а также в Salmonella, также были идентифицированы у C. freundii . [4] Фенотипические изменения, обратимые у родительского штамма атипичной C. freundii, были выявлены в результате колебаний окружающей среды. [4] Возможным объяснением этого является гипотеза о том, что потомство бактериального штамма будет производиться с различной степенью фенотипических изменений, чтобы повысить выживаемость в сложных условиях. [4] Было обнаружено, что в природных популяциях бактерий геномные изменения могут происходить и действительно происходят, но многие из этих изменений становятся вредными, в результате чего выживание происходит только у небольших частей популяции в условиях давления естественного отбора. [4]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ LPSN lpsn.dsmz.de
- ^ Перейти обратно: а б с д Чоудхури, Индранил; Ханра, Кальяни; Майти, Прасенджит; Патра, Анутош; Майти, Гаджендра Натх; Пати, Бикас Ранджан; Наг, Аниш; Мондал, Сумитра; Бхаттачарья, Нандан (2021). «Структура и биологические свойства экзополисахарида, выделенного из Citrobacter freundii» . Международный журнал биологических макромолекул . 168 : 537–549. doi : 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.063 . ПМИД 33316341 . S2CID 229180023 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Рамос-Вивас, Хосе; Чапартеги-Гонсалес, Ициар; Фернандес-Мартинес, Марта; Гонсалес-Рико, Клаудия; Барретт, Джон; Фортун, Хесус; Эскудеро, Роза; Марко, Франческ; Линарес, Лаура; Внук Хавьер; Аранзаменди, Майтане (2020). «Прикрепление к клеткам толстой кишки человека штаммов Enterobacterales с множественной лекарственной устойчивостью, выделенных из реципиентов после трансплантации твердых органов, с акцентом на Citrobacter freundii» . Границы клеточной и инфекционной микробиологии . 10 : 447. дои : 10.3389/fcimb.2020.00447 . ISSN 2235-2988 . ПМК 7525035 . ПМИД 33042855 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Дельгадо, Габриэла; Соуза, Валерия; Моралес, Росарио; Серритос, Рене; Гонсалес-Гонсалес, Андреа; Мендес, Хосе Луис; Васкес, Вирджиния; Кравиото, Алехандро (2013). Уэббер, Марк Александр (ред.). «Генетическая характеристика атипичного Citrobacter freundii» . ПЛОС ОДИН . 8 (9): е74120. Бибкод : 2013PLoSO...874120D . дои : 10.1371/journal.pone.0074120 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 3771896 . ПМИД 24069274 .
- ^ Перейти обратно: а б с Вертц, Дж. Э.; Голдстоун, К.; Гордон, DM; Райли, Массачусетс (2003). «Молекулярная филогения кишечных бактерий и значение концепции видов бактерий» . Журнал эволюционной биологии . 16 (6): 1236–1248. дои : 10.1046/j.1420-9101.2003.00612.x . ISSN 1010-061X . ПМИД 14640415 . S2CID 5755222 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Барлоу, Мириам; Холл, Барри Дж. (2003). «Экспериментальное прогнозирование эволюции резистентности к цефепиму со стороны β-лактамазы CMY-2 AmpC» . Генетика . 164 (1): 23–29. дои : 10.1093/генетика/164.1.23 . ISSN 1943-2631 . ПМЦ 1462546 . ПМИД 12750318 .
- ^ Панг, Аллан; Уоррен, Мартин Дж.; Пикерсгилл, Ричард В. (2011). «Структура PduT, тримерного бактериального микрокомпартментного белка с сайтом связывания кластера 4Fe – 4S» . Acta Crystallographica Раздел D: Биологическая кристаллография . 67 (2): 91–96. дои : 10.1107/S0907444910050201 . ISSN 0907-4449 . ПМИД 21245529 .
- ^ Перейти обратно: а б Снихур, Х.; Петренко С.; Кот, Т.; Шевченко О.; Полищук, В. (2018). «Распространенные вирусные заболевания, угрожающие зерновым культурам в Украине» . Микробиологический журнал . 80 (3): 103–116. дои : 10.15407/microbiolj80.03.103 . ISSN 1028-0987 . S2CID 134413047 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Тан, Цзе; Лей, Дэн; Ву, Мин; Ху, Цюн; Чжан, Цин (2020). «Биодеградация и метаболический путь фенвалерата Citrobacter freundii CD-9» . АМБ Экспресс . 10 (1): 194. дои : 10.1186/s13568-020-01128-x . ISSN 2191-0855 . ПМЦ 7599292 . ПМИД 33125615 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Андерсон, Марк Т.; Митчелл, Линдси А.; Чжао, Лили; Мобли, Гарри LT (2018). «Пригодность Citrobacter freundii при инфекции кровотока» . Научные отчеты . 8 (1): 11792. Бибкод : 2018NatSR...811792A . дои : 10.1038/s41598-018-30196-0 . ISSN 2045-2322 . ПМК 6081441 . ПМИД 30087402 .
- ^ Шлойсниг, Зигфрид; Арумугам, Маниможиян; Сунагава, Синъити; Митрева, Македонка; Тэп, Жюльен; Чжу, Ана; Уоллер, Элисон; Менде, Дэниел Р.; Култима, Йенс Роат; Мартин, Джон; Кота, Картик (2013). «Геномный ландшафт микробиома кишечника человека» . Природа . 493 (7430): 45–50. Бибкод : 2013Natur.493...45S . дои : 10.1038/nature11711 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 3536929 . ПМИД 23222524 .
- ^ Моровиц, MJ; Денеф, виджей; Костелло, ЕК; Томас, Британская Колумбия; Поройко В.; Релман, Д.А.; Банфилд, Дж. Ф. (2011). «Общественный геномный анализ микробной колонизации кишечника недоношенного ребенка с разрешением штаммов» . Труды Национальной академии наук . 108 (3): 1128–1133. Бибкод : 2011PNAS..108.1128M . дои : 10.1073/pnas.1010992108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3024690 . ПМИД 21191099 .
- ^ Уэлен, Джейсон Г. (2007). «Спонтанная инфекция Citrobacter freundii у иммунокомпетентного пациента» . Архив дерматологии . 143 (1): 124–125. дои : 10.1001/archderm.143.1.124 . ISSN 0003-987X . ПМИД 17224563 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- « Цитробактер Фреунди » . Браузер таксономии NCBI . 546.
- Типовой штамм Citrobacter freundii в Bac Dive - база метаданных бактериального разнообразия