Deinococcus мрамор
| Deinococcus мрамор | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Филум: | Deinococcota |
| Сорт: | Deinococci |
| Заказ: | Deinococcales |
| Семья: | Deinococcaceae |
| Род: | Deinococcus |
| Разновидность: | Мистер Мрамор
|
| Биномиальное название | |
| Deinococcus мрамор Hirsch 2004
| |
Deinococcus мрамор представляет собой грамположительные бактерии, выделенные из Антарктиды. [ 1 ] Как вид рода Deinococcus , бактерия является ультрафиолетовой и способной выдерживать низкие температуры. [ 2 ]
Изоляция
[ редактировать ]Deinococcus Marble Type AA-63 Т (DSM 12784 Т ) был выделен из мраморного образца в Антарктиде Питером Хиршем и коллегами в 2004 году, а специфический штамм PAMC 26562 был выделен на острове Кинг Георг в Антарктике из образца видов лишайников , называемого Урснеей . [ 3 ] [ 1 ] Изоляты из антарктического мрамора выделяли в бульоне PGYV, растворе минеральной соли, содержащем пептон, глюкозу, дрожжи и раствор витамина, при нейтральном pH и инкубировали в диапазоне от 9 до 18 градусов по Цельсию. [ 1 ]
Таксономия
[ редактировать ]Deinococcus marmoris является частью доменных бактерий, Phylum deinococta , класса Deinococci, порядка Deinococcales, семейства deinococcaceae и рода Deinococcus . [ 4 ] Эта бактерия была выделена вместе с шестью другими родственными видами, среди которых являются его ближайшие родственники, D. frigens и D. saxicola . [ 1 ] Бактерия находится в тесной филогенетической близости к Deinococcus radiodurans , что хорошо понято с точки зрения его метаболических функций и толерантности к радиации. [ 5 ] [ 6 ] D. Marmoris также связан с термофилами из рода Thermus и Meiothermus . [ 3 ] Филогенетические отношения определяли с использованием анализа рибосомной РНК 16S . [ 3 ] [ 5 ]
Экология
[ редактировать ]Что касается экологии рода Deinococcus, большинство видов способны жить под повышенными уровнями радиации и высыхания. [ 1 ] Deinococcus также показал способность осаждать тяжелые металлы и токсины из ядерных отходов, чтобы облегчить удаление. [ 7 ] Большинство видов способны жить под повышенным уровнем радиации и высыхания . Deinococcus также показал способность осаждать тяжелые металлы и токсины из ядерных отходов, чтобы облегчить удаление. [ 7 ] Известно, что оптимальный рост Deinococcus marmoris является психофильным при 15 градусах по Цельсию, и также известно, что организм был выделен из мраморной плиты. [ 1 ] В настоящее время единственное известное местоположение Dienococcus marmoris находится в Антарктиде, где он был первоначально отобран. [ 1 ]
Геномика
[ редактировать ]Геном Deinococcus мрамора [ DSM 12784 Т ] был секвенирован с использованием Illumina hiseq 2000 и Illumina hiseq 2500 , которые представляют собой методы, которые фрагментируют ДНК, представляющую интерес и регистрируют флуоресценцию с каждым отдельным основанием фрагмента. [ 8 ] Этот тип техники секвенирования собирает небольшие фрагменты перекрывающихся последовательностей ДНК, называемых Contigs . [ 9 ] Контиги, собранные из Илкомина, были затем доставлены в Институт суставов Министерства Доу (JGI) , где была зарегистрирована и опубликована вся последовательность генома. [ 8 ] Nikos Kyrpides добавил Ассамблею генома 1 марта 2012 года, используя метод сборки с помощью проекта анализа золота JGI , хотя она была изменена 5 августа 2014 года. [ 8 ] содержание G Было обнаружено, что геном Deinococcus marmoris содержит 4800 021 пар оснований и +C 64,4 процента. [ 1 ] [ 10 ] [ 11 ] Из общей последовательности 4,145,112 кода пар оснований для ДНК. [ 8 ] Существует 4688 общих генов и 4620 кодирующих белков генов. [ 8 ] [ 12 ] Кроме того, геном содержит 68 генов РНК и 252 каркаса. [ 8 ] Геном включает в себя гены для рестрикционной эндонуклеазной активности, а также плазмиду . [ 1 ] Среди 1046 белковых генов, связанных с путями KEGG , Deinococcus marmoris содержит гены, участвующие в цикле лимонной кислоты, такие как пируватдегидрогеназа , фосфоенолпируватная карбоксиназа , пируваткиназа и цитрат-синтеза . [ 8 ] Геном D. marmoris также содержит гены, необходимые для путей гликолиза и глюконеогенеза , включая глюкокиназу , фосфоглюкомутазу , фосфофруктокиназу и энолазу . [ 8 ] D. Marmoris способен использовать пентозофосфатный путь с генами, которые кодируют ферменты, такие как рибокиназа , фосфопентомутаза и рибозо-5-фосфат изомераза . [ 8 ] В своем пути окислительного фосфорилирования организм использует мультисубъединичную над-хинон оксидоредуктазу , гены, кодирующие сукцинатудегидрогеназу и фумарат редуктазу субъединиц, гены, кодирующие цитохроме-оксидазу , и энзим v/a-type h+ atpase . [ 8 ] Было обнаружено, что организм является ауксотрофным для синтеза аминокислот, таких как L-лизин , L-фенилаланин , L-тирозин , L -триптофан , L -гистидин , L-цистеин , L-Leucine , L-изолецин , L- Валин и L-серин . [ 8 ] Организм способен синтезировать (и, следовательно, является прототрофическим для синтеза) следующих аминокислот: L-аланин , L-глутамат , L-аспарагин , L-глицин и L-глютамин . [ 8 ]
Физиологическая характеристика
[ редактировать ]Deinococcus marmoris -это грамположительная, не мотильная бактерия, которая является ультрафиолетовой ультрасовременной и растет в аэробных условиях. [ 1 ] Бактерия представляет собой кокк, или в форме круга, а его колония колеблется от розового до апельсина. Он лучше всего растет в олиготрофных условиях, с высокой концентрацией кислорода и несколькими питательными веществами от жителей растений. [ Цитация необходима ]
Рост СМИ
[ редактировать ]Исследователи обнаружили, что D. marmoris лучше всего растет с небольшой концентрацией соли и при низких температурах; Он культивировал с использованием агара PYGV, который состоит из 20 мл раствора минеральной соли вместе с дрожжевым экстрактом, пептоном и дистиллированной водой. [ 2 ] Из -за психофильности организма исследователи использовали температуру 15 ° C для оптимальных условий роста, а оптимальный рН для роста D. marmoris нейтраль в 7,5. [ Цитация необходима ]
Метаболизм
[ редактировать ]Метаболизм Deinococcus marmoris не исследован, поэтому должен быть выведен у известных родственников в том же роде. Основным источником углерода для Deinococcus radiodurans является фруктоза, которая подвергается нескольким катаболическим реакциям на цикл TCA и производит молекулы NADH и FADH для его электронного транспортного цепи и возможной продукции ATP. [ 6 ] Побочный продукт производства АТФ - это o
2 , который может быть либо эндогенно, либо экзогенно индуцирован для создания реактивных окислительных видов (АФК). [ 6 ] Индукция o
2 в АФК - это гамма -облучение, которое может быть уменьшено с помощью численности Mn (ii) внутри клетки в качестве уменьшенной формы Mn (IV). [ 6 ] Mn (II) способен уменьшить количество АФК у Deinococcus radiodurans , потому что он действует как антиоксидант и помогает другим ферментативным реакциям, которые уменьшают общее количество АФК, позволяя организму выжить в средах высокого воздействия радиации. Метаболизм Deinococcus marmoris на данный момент ограничен исследованием, которое было завершено; Однако в настоящее время известно, что в рамках таксонов Deinococcus виды должны быть радиоактивно устойчивы к аналогичным механизмам, чтобы уменьшить количество АФК внутри клетки. [ 6 ]
Научное значение
[ редактировать ]Род Deinococcus известен как самые радиоактивные бактерии. [ 13 ] Они обладают способностью поглощать ионизирование и ультрафиолетовое излучение и выдерживать повреждение из ряда источников, которые могут включать высыхание и окислительное напряжение. [ 13 ] Эти характеристики и способность противостоять суровой среде оказались полезными для исследователей. [ 13 ] Deinococcus был применен к задаче очистки и удаления ядерных отходов. [ 13 ] Они показали способность осаждать тяжелые металлы и токсины из ядерных отходов, чтобы облегчить удаление. [ 13 ] Согласно эксперименту из Appukuttan et al. опубликовано в 2006 году, [ 13 ] Вид Deinococcus был введен в раствор уранил -нитрата 0,8 мМ. Через 6 часов 90% урана биопципитировали из раствора. Согласно этому исследованию, это обеспечит эффективное и экологически чистое решение для ядерной очистки и удаления отходов. Из -за продолжающихся исследований и геномного секвенирования Deinococcus его способность использовать в качестве модели организма вместо Escherichia coli и Saccharomyces cerevisiae. [ 13 ] Это позволяет исследователям иметь еще один разнообразный организм для экспериментов.
Геномная значимость
[ редактировать ]При измерении содержания G+C Junghee Kim и коллеги пришли к выводу, что это было 64,1%, что является высоким для организма. Это поднимает вопрос, однако, почему, если у Deinococcus marmoris есть высокое содержание G+C, что его оптимумы роста составляют 15 градусов по Цельсию? [ 1 ] Это может быть полезно для изучения других целей содержания G+C или какие факторы могут привести к тому, что Deinococcus marmoris не сможет выжить более высокие температуры, поскольку его оптимума роста, как предполагает его содержание G+C. Другие причины, по которым мы должны уделять особое внимание Deinococcus marmoris, заключаются в том, что он имеет аналогичный размер последовательности с Escherichia coli. Это может быть особенно полезно, потому что это открывает возможность Deinococcus marmoris стать образцовым организмом для условий окружающей среды, которые требуют низких температур и высокой радиации. Единственная причина, по которой его можно рассматривать для использования в качестве модельного организма, основана на факте его небольшого размера генома, как у кишечной палочки, однако, необходимо провести дополнительные исследования на ее последовательности, чтобы полностью понять организм, прежде чем манипулировать его геномом Полем [ Цитация необходима ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k Хирш П., Галликовски К.А., Сиберт Дж., Пейсл К., Кроппенстедт Р., Шуман П., Стакбрандт Э., Андерсон Р. (ноябрь 2004 г.). «Deinococcus frigens sp. Nov., Deinococcus saxicola sp. Nov., И Deinococcus marmoris sp. Nov., Низкая температура и утоляющие ультрафиолетовые бактерии из континентальной Антарктики». Систематическая и прикладная микробиология . 27 (6): 636–45. doi : 10.1078/0723202042370008 . PMID 15612620 .
- ^ Jump up to: а беременный Podstawka A. "Deinococus marmoris AA-63 | Тип штамм | DSM 12784, CIP 109039, NRRL B-41042 | BACDIVEID: 3869 " Bacdive.dsmz.de Получено 2018-04-1
- ^ Jump up to: а беременный в Ким Дж., Квон К.К., Ким Б.К., Хонг С.Г., О, Хм (март 2017 г.). «Deinococcus marmoris PAMC 26562, выделенный из Антарктического лишайника» . Объявления генома . 5 (12): E00013–17. doi : 10.1128/genomea.00013-17 . PMC 5364210 . PMID 28336585 .
- ^ Podstawka, Adam (2017). «Связанная с деформацией информация о бактериальном и архиальном биоразнообразии» . 10.13145/bacdive3869.20171208.2.1 | Бакдив . doi : 10.13145/bacdive3869.20171208.2.1 .
- ^ Jump up to: а беременный Asker D, Awad TS, Beppu T, Ueda K (март 2008 г.). «Deinococcus misasensis и deinococcus roseus, новые члены рода Deinococcus, выделенные из радиоактивного участка в Японии». Систематическая и прикладная микробиология . 31 (1): 43–9. doi : 10.1016/j.syapm.2007.10.002 . PMID 18096345 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Ghosal D, Omelchenko MV, Gaidamakova EK, Matrosova VY, Vasilenko A, Venkateswaran A, Zhai M, Kostandarithes HM, Brim H, Makarova KS, Wactett LP, Fredrickson JK, Daly MJ (апрель 2005 г.). «Как радиация убивает клетки: выживание Deinococcus radiodurans и Shewanella oneidensis при окислительном стрессе» . Обзоры микробиологии FEMS . 29 (2): 361–75. doi : 10.1016/j.fmrre.2004.12.007 . PMID 15808748 .
- ^ Jump up to: а беременный Appukuttan D, Rao AS, Apte SK (декабрь 2006 г.). «Инженерия Deinococcus radiodurans R1 для биопреципитации урана из разбавленных ядерных отходов» (PDF) . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (12): 7873–8. doi : 10.1128/aem.01362-06 . PMC 1694275 . PMID 17056698 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л "IMG / 1000" . img.jgi.doe.gov . 2014-03-03. п. Deinococcus Marble DSM 12784 . Получено 2018-05-03 .
- ^ Капорасо Дж.Г., Лаубер К.Л., Уолтерс В.А., Берг-Лионс Д., Хантли Дж., Фиер Н., Оуэнс С.М., Бетли Дж., Фрейзер Л., Бауэр М., Гормли Н., Гилберт Дж. А., Смит Дж., Найт Р (август 2012 г.). «Анализ микробного сообщества с ультра-высокой пропускной способностью на платформах Illumina Hiseq и Miseq» . Журнал ISME . 6 (8): 1621–4. doi : 10.1038/ismej.2012.8 . PMC 3400413 . PMID 22402401 .
- ^ Подставка, Адам. "Deinococcus marmoris AA-63 | Тип штамм | DSM 12784, CIP 109039, NRRL B-41042 | BacdiveId: 3869" . bacdive.dsmz.de . Получено 2018-04-10 .
- ^ «Резюме Deinococcus marmoris DSM 12784, версия 22.0» . Biocyc.org . Получено 2018-05-02 .
- ^ «Deinococcus marmoris dsm 12784 Q319DRAFT_SCAFFOLD00001.1_C, целый гено - нуклеотид - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2018-05-02 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Appukuttan D, Rao AS, Apte SK (декабрь 2006 г.). «Инженерия Deinococcus radiodurans R1 для биопреципитации урана из разбавленных ядерных отходов» (PDF) . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (12): 7873–8. doi : 10.1128/aem.01362-06 . PMC 1694275 . PMID 17056698 .