Талассиозира псевдонана

Талассиозира псевдонана
	стенку . Оогоний (яйцеклетка) Thalassiosira pseudonana начинает расширяться через клеточную Искусственная окраска обозначает хлорофилл (синий) и ДНК (красный).
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Клэйд :	потогонные средства
Клэйд :	САР
Клэйд :	Страменопилес
Тип:	Гириста
Подтип:	Охрофитина
Сорт:	Бацилляриофицеи
Заказ:	Талассиосиралес
Семья:	Талассиосирасовые
Род:	Талассиозира
Разновидность:	Т. псевдонана
Биномиальное имя
	Талассиозира псевдонана ; Хасле и Хеймдал, 1970 г.

Thalassiosira pseudonana — вид морских центрических диатомей . Он был выбран в качестве первого эукариотического морского фитопланктона для полногеномного секвенирования . ^{[ 1 ]} T. pseudonana была выбрана для этого исследования, потому что она является моделью для изучения физиологии диатомовых водорослей, принадлежит к роду, широко распространенному в мировом океане, и имеет относительно небольшой геном, состоящий из 34 мегапар оснований . Ученые исследуют поглощение света диатомовыми водорослями, используя морскую диатомовую водоросль Thalassiosira. Диатомовым водорослям требуется достаточно высокая концентрация CO ₂ для использования _{C 4} метаболизма (Clement et al. 2015). ^{[ 2 ]}

Национальном водорослей морских центре Секвенированный клон T. pseudonana — CCMP 1335 — доступен в и микробиоты Лаборатории наук об океане Бигелоу . Этот клон был первоначально собран в 1958 году в заливе Моришес ( Лонг-Айленд, Нью-Йорк ) и постоянно поддерживается в культуре .

Морфология

Thalassiosira pseudonana имеет радиальную симметрию . Его биокремнеземная клеточная стенка разделена на две половины, которые соединены между собой поясковыми полосами, что придает им цилиндрическую форму или делает их похожими на чашку Петри. ^{[ 4 ]} Диаметр их створок колеблется от 2 до 9 мкм. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Клапан состоит из ребер кремнезема, расходящихся от центра, с множеством нанопор диаметром 18 нм между ними. ^{[ 7 ]} На лицевой стороне створки имеется 0-1 центральный отросток и краевое кольцо отростков (6-12). ^{[ 8 ]} Наружные отверстия центрального выроста выглядят как отверстия с окаймлением, тогда как отверстия краевых выростов выглядят как короткие трубки с окаймлением, иногда косо рассеченные у отверстия. На внутренней стороне створки две сателлитные поры окружают центральный отросток, а краевые отростки окружены тремя сателлитными порами. ^{[ 8 ]} Римопортула представляет собой пору с окаймлением, расположенную на поверхности створки, размером аналогичную выросту и расположенную между двумя выростами. Первальварная может быть как короче диаметра створки , ось T. pseudonana так и равна ему. ^{[ 8 ]} Сообщается, что их клеточные стенки в основном имеют низкую степень окремнения; однако их края и ребра сильно окремнены. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 8 ]} Это, вероятно, позволяет им иметь высокую прочность, будучи легкими и экономно используя кремнезем. ^{[ 7 ]}^{[ 9 ]}

Биоминерализация

Отличительная нано- и микромасштабная структура T. pseudonana следует определенному механизму формирования. Он начинается с формирования тонкого базового слоя, очерчивающего клапан. ^{[ 7 ]} Далее происходит лучистость ребер кремнезема и наращивание кайм, при этом развиваются портулы. Формирование радиальной структуры начинается с центрального места и распространяется в плоскостях осей x и y. ^{[ 7 ]} Во время созревания поверхность створки становится все более окремненной, а кайма продолжает развиваться, а центральная часть створки становится более жесткой. Первоначально нанопоры клапана имеют неправильную форму, но в процессе созревания они становятся круглыми. ^{[ 7 ]} Наноразмерные структуры T. pseudonana генетически опосредованы. В процессе окремнения участвуют три категории молекул: силафины, которые представляют собой сильно посттрансляционно модифицированные фосфопротеины; длинноцепочечные полиамины (LCPA); и силацидины, которые представляют собой кислые белки. ^{[ 4 ]} Во время синтеза клапанов уровни мРНК силафина 3 увеличиваются и приводят к образованию базового слоя. ^{[ 7 ]} Присутствие более низких концентраций силафина 3 или легкой формы силафина 1 и 2 приводит к образованию сферических структур кремнезема, что указывает на возможные механизмы, участвующие в образовании сферического кремнезема в гребнях. ^{[ 7 ]} Было идентифицировано более 150 генов, играющих роль в биоминерализации кремния у T. pseudonana . Набор из 75 генов активировался только во время ограничения по кремнию, тогда как 84 гена активировались при ограничении как кремния, так и железа, что указывает на связь между их путями железа и кремния. ^{[ 4 ]}^{[ 10 ]} T. pseudonana также обладает каркасами на основе хитина, которые играют важную роль в формировании их биокремнеземной структуры. ^{[ 11 ]}

Симбиоз

Thalassiosira pseudonana и гетеротрофная альфапротеобактерия Ruegeria pomeroyi образуют химический симбиоз при совместном культивировании. Бактерии снабжают диатомовые водоросли витамином B12 , который взамен обеспечивает бактерии органическими питательными веществами. В присутствии диатомовых водорослей бактерии начинают вырабатывать переносчик дигидроксипропансульфоната (DHPS), питательного вещества, вырабатываемого диатомовыми водорослями для бактерий. ^{[ 12 ]} Метаболическое исследование ассоциации между бактерией Dinoroseobacter shibae и T. pseudonana показало, что бактерия оказывает минимальное влияние на рост T. pseudonana , но вызывает метаболические изменения за счет активации внутриклеточных аминокислот и аминокислотных производных диатомовых водорослей. ^{[ 13 ]} Было продемонстрировано, что в условиях нестабильности окружающей среды и сильного потепления образование биопленок может ускорить эволюционные реакции T. pseudonana . ^{[ 14 ]}

Ссылки

^ Армбруст, Э .; Бержес, Дж.; Боулер, К.; Грин, Б.; Мартинес, Д.; Патнэм, Н.; Чжоу, С.; Аллен, А.; Апт, К.; Бехнер, М.; Бжезинский, Массачусетс; Чаал, БК; Чиовитти, А.; Дэвис, АК; Демарест, М.С.; Деттер, Дж.К.; Главина Т.; Гудстейн, Д.; Хади, МЗ; Хеллстен, Ю.; Хильдебранд, М.; Дженкинс, Б.Д.; Юрка, Дж.; Капитонов В.В.; Крегер, Н.; Лау, WW; Лейн, ТВ; Лаример, ФРВ; Липпмайер, JC; Лукас, С. (2004). «Геном диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana: экология, эволюция и метаболизм». Наука . 306 (5693): 79–86. Бибкод : 2004Sci...306...79A . CiteSeerX 10.1.1.690.4884 . дои : 10.1126/science.1101156 . ПМИД 15459382 . S2CID 8593895 .
^ Клемент Р., Димнет Л., Маберли С.С., Гонтеро Б. 2015. Природа механизмов концентрации CO2 у морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana. Новый фонд фитологов 209: 1417–1427.
^ Грегер, Филип; Поульсен, Николь; Клемм, Дженнифер; Крегер, Нильс; Шлиерф, Михаэль (9 ноября 2016 г.). «Создание изображений белков в диатомовом биокремнеземе со сверхвысоким разрешением» . Научные отчеты . 6 (1): 36824. Бибкод : 2016НатСР...636824Г . дои : 10.1038/srep36824 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5101815 . ПМИД 27827427 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Армбруст, Э. Вирджиния (май 2009 г.). «Жизнь диатомей в Мировом океане» . Природа . 459 (7244): 185–192. Бибкод : 2009Natur.459..185A . дои : 10.1038/nature08057 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 19444204 . S2CID 3738371 .
^ Jump up to: ^а ^б Хасле, Греция; Хеймдал, БР (1 апреля 1970 г.). «Некоторые виды центрических диатомей рода Thalassiosira, изученные в световом и электронном микроскопах» . Нова Хедвигия, Бейхефте . 31 : 543–581. doi : 10.1127/nova.beihefte/31/1970/543 . S2CID 85688848 .
^ Jump up to: ^а ^б Рад Менендес, Сесилия (2011). Фенотипическая и генотипическая характеристика штаммов Thalassiosira pseudonana (Bacillariophyceae) (кандидатская диссертация). Университет Абердина.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Хильдебранд, Марк; Йорк, Эвелин; Келц, Джессика И.; Дэвис, Обри К.; Фриджери, Лучано Дж.; Эллисон, Дэвид П.; Доктыч, Митчел Дж. (октябрь 2006 г.). «Наномасштабный контроль морфологии и трехмерной структуры кремнезема при формировании клеточной стенки диатомовых водорослей» . Журнал исследования материалов . 21 (10): 2689–2698. Бибкод : 2006JMatR..21.2689H . дои : 10.1557/jmr.2006.0333 . ISSN 2044-5326 . S2CID 138652614 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эвиа-Орубе, Джоана; ОРИВ, Эмма; ДЭВИД, Хелена; ДИЗ, Алехандро; Ласа-Мартинес, Айтор; Мигель, Ирати; Сеоане, Серхио (2 января 2016 г.). «Молекулярный и морфологический анализ одиночных форм солоноватых талассиоидных диатомей (Coscinodiscophyceae) с акцентом на их фенотипическую пластичность» . Европейский журнал психологии . 51 (1): 11–30. дои : 10.1080/09670262.2015.1077394 . ISSN 0967-0262 .
^ Хамм, Кристиан Э.; Меркель, Рудольф; Спрингер, Олаф; Юркойц, Петр; Майер, Кристиан; Пречтель, Катрин; Сметачек, Виктор (февраль 2003 г.). «Архитектура и свойства материала панцирей диатомей обеспечивают эффективную механическую защиту» . Природа . 421 (6925): 841–843. Бибкод : 2003Natur.421..841H . дои : 10.1038/nature01416 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 12594512 . S2CID 4336989 .
^ Мок, Т., Саманта, член парламента, Айверсон, В., Бертиам, К., Робисон, М., Холтерманн, К., ... и Армбруст, Э.В. (5 февраля 2008 г.). «Профилирование полногеномной экспрессии морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana идентифицирует гены, участвующие в кремниевых биопроцессах» . ПНАС . 105 (5): 1579–1584. дои : 10.1073/pnas.0707946105 . ПМК 2234187 . ПМИД 18212125 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Бруннер, Эйке; Грегер, Кристиан; Лутц, Катарина; Рихтхаммер, Патрик; Спинде, Катрин; Сампер, Манфред (1 сентября 2009 г.). «Аналитические исследования биоминерализации кремнезема: к пониманию переработки кремнезема диатомовыми водорослями» . Прикладная микробиология и биотехнология . 84 (4): 607–616. дои : 10.1007/s00253-009-2140-3 . ISSN 1432-0614 . ПМИД 19629468 . S2CID 23179914 .
^ Куявинский, Элизабет Б .; и др. (2016). «Микробиом океана: метаболический двигатель морского углеродного цикла» . Журнал «Микроб» . 11 (6): 262–267. дои : 10.1128/микроб.11.262.1 .
^ Пол, Карстен; Мауш, Микаэла А.; Понерт, Георг (1 апреля 2013 г.). «Подход к совместному культивированию/метаболомике для исследования химически опосредованных взаимодействий планктонных организмов обнаруживает влияние бактерий на метаболизм диатомовых водорослей» . Метаболомика . 9 (2): 349–359. дои : 10.1007/s11306-012-0453-1 . ISSN 1573-3890 . S2CID 255127394 .
^ Шаум, К.-Э. (март 2019 г.). «Усиленное образование биопленок помогает диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana и связанным с ней бактериям адаптироваться к экстремальному потеплению и нестабильности окружающей среды» . Лимнология и океанография . 64 (2): 441–460. Бибкод : 2019LimOc..64..441S . дои : 10.1002/lno.11050 . ISSN 0024-3590 . S2CID 92224508 .

Дальнейшее чтение

Мексиарун, Фирануфон; Спегаццини, Николас; Мацуи, Хироаки; Накадзима, Кенсуке; Мацуда, Юсуке; Сато, Хидэтоси (январь 2015 г.). «Исследование накопления липидов in vivo в морских диатомовых микроводорослях Thalassiosira pseudonana с использованием рамановской спектроскопии». Прикладная спектроскопия . 69 (1): 45–51. Бибкод : 2015АпСпе..69...45М . дои : 10.1366/14-07598 . ПМИД 25506782 . S2CID 40963425 .

Йи, Энди Сяньлян; Люнг, Присцилла Т.Ю.; Люнг, Кеннет М.Ю. (сентябрь 2014 г.). «Фотосинтетические и молекулярные реакции морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana на воздействие трифенилолова». Водная токсикология . 154 : 48–57. дои : 10.1016/j.aquatox.2014.05.004 . ПМИД 24858899 .

Ло, Чунь-Шань; Лян, Цзюнь-Ронг; Линь, Цюнь; Ли, Кайся; Боулер, Крис; Андерсон, Дональд; Ван, Пэн; Ван, Синь-Вэй; Гао, Я-Хуэй (декабрь 2014 г.). «Клеточные реакции, связанные с производством АФК и решением судьбы клеток при ранней стрессовой реакции на ограничение железа у диатомовой Thalassiosira pseudonana» . Журнал исследований протеома . 13 (12): 5510–5523. дои : 10.1021/pr5004664 . ПМК 4261981 . ПМИД 25372880 .

Сунда, Уильям Г.; Шерцер, Кайл В.; Коггинс, Лью (октябрь 2014 г.). «Положительная обратная связь между контролем снизу вверх и сверху вниз способствует образованию и токсичности разрушительного для экосистемы цветения водорослей: исследование моделирования» . Вредные водоросли . 39 : 342–356. дои : 10.1016/j.hal.2014.09.005 .

Самукава, Мио; Шен, Чен; Хопкинсон, Брайан; Мацуда, Юсуке (2014). «Локализация предполагаемых карбоангидраз у морской диатомеи Thalassiosira pseudonana». Исследования фотосинтеза . 121 (2–3): 235–249. дои : 10.1007/s11120-014-9967-x . ПМИД 24414291 . S2CID 12444516 .

Делалат, Бахман; Шеппард, Вонда К.; Гаеми, Сорая Раси; Рао, Шаша; Престидж, Клайв А.; Макфи, Гордон; Роджерс, Мэри-Луиза; Донохью, Жаклин Ф.; Пиллэй, Виночани; Джонс, Терренс Г.; Крегер, Нильс; Фелькер, Николас Х. (2015). «Направленная доставка лекарств с использованием генно-инженерного диатомового биокремнезема» . Природные коммуникации . 6 : 8791. Бибкод : 2015NatCo...6.8791D . дои : 10.1038/ncomms9791 . hdl : 11343/240712 . ПМИД 26556723 .

[armbrust04-1] Армбруст, Э .; Бержес, Дж.; Боулер, К.; Грин, Б.; Мартинес, Д.; Патнэм, Н.; Чжоу, С.; Аллен, А.; Апт, К.; Бехнер, М.; Бжезинский, Массачусетс; Чаал, БК; Чиовитти, А.; Дэвис, АК; Демарест, М.С.; Деттер, Дж.К.; Главина Т.; Гудстейн, Д.; Хади, МЗ; Хеллстен, Ю.; Хильдебранд, М.; Дженкинс, Б.Д.; Юрка, Дж.; Капитонов В.В.; Крегер, Н.; Лау, WW; Лейн, ТВ; Лаример, ФРВ; Липпмайер, JC; Лукас, С. (2004). «Геном диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana: экология, эволюция и метаболизм». Наука . 306 (5693): 79–86. Бибкод : 2004Sci...306...79A . CiteSeerX 10.1.1.690.4884 . дои : 10.1126/science.1101156 . ПМИД 15459382 . S2CID 8593895 .

[2] Клемент Р., Димнет Л., Маберли С.С., Гонтеро Б. 2015. Природа механизмов концентрации CO2 у морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana. Новый фонд фитологов 209: 1417–1427.

[3] Грегер, Филип; Поульсен, Николь; Клемм, Дженнифер; Крегер, Нильс; Шлиерф, Михаэль (9 ноября 2016 г.). «Создание изображений белков в диатомовом биокремнеземе со сверхвысоким разрешением» . Научные отчеты . 6 (1): 36824. Бибкод : 2016НатСР...636824Г . дои : 10.1038/srep36824 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5101815 . ПМИД 27827427 .

[:4-4] Jump up to: ^а ^б ^с Армбруст, Э. Вирджиния (май 2009 г.). «Жизнь диатомей в Мировом океане» . Природа . 459 (7244): 185–192. Бибкод : 2009Natur.459..185A . дои : 10.1038/nature08057 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 19444204 . S2CID 3738371 .

[:0-5] Jump up to: ^а ^б Хасле, Греция; Хеймдал, БР (1 апреля 1970 г.). «Некоторые виды центрических диатомей рода Thalassiosira, изученные в световом и электронном микроскопах» . Нова Хедвигия, Бейхефте . 31 : 543–581. doi : 10.1127/nova.beihefte/31/1970/543 . S2CID 85688848 .

[:1-6] Jump up to: ^а ^б Рад Менендес, Сесилия (2011). Фенотипическая и генотипическая характеристика штаммов Thalassiosira pseudonana (Bacillariophyceae) (кандидатская диссертация). Университет Абердина.

[:2-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Хильдебранд, Марк; Йорк, Эвелин; Келц, Джессика И.; Дэвис, Обри К.; Фриджери, Лучано Дж.; Эллисон, Дэвид П.; Доктыч, Митчел Дж. (октябрь 2006 г.). «Наномасштабный контроль морфологии и трехмерной структуры кремнезема при формировании клеточной стенки диатомовых водорослей» . Журнал исследования материалов . 21 (10): 2689–2698. Бибкод : 2006JMatR..21.2689H . дои : 10.1557/jmr.2006.0333 . ISSN 2044-5326 . S2CID 138652614 .

[:3-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эвиа-Орубе, Джоана; ОРИВ, Эмма; ДЭВИД, Хелена; ДИЗ, Алехандро; Ласа-Мартинес, Айтор; Мигель, Ирати; Сеоане, Серхио (2 января 2016 г.). «Молекулярный и морфологический анализ одиночных форм солоноватых талассиоидных диатомей (Coscinodiscophyceae) с акцентом на их фенотипическую пластичность» . Европейский журнал психологии . 51 (1): 11–30. дои : 10.1080/09670262.2015.1077394 . ISSN 0967-0262 .

[9] Хамм, Кристиан Э.; Меркель, Рудольф; Спрингер, Олаф; Юркойц, Петр; Майер, Кристиан; Пречтель, Катрин; Сметачек, Виктор (февраль 2003 г.). «Архитектура и свойства материала панцирей диатомей обеспечивают эффективную механическую защиту» . Природа . 421 (6925): 841–843. Бибкод : 2003Natur.421..841H . дои : 10.1038/nature01416 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 12594512 . S2CID 4336989 .

[10] Мок, Т., Саманта, член парламента, Айверсон, В., Бертиам, К., Робисон, М., Холтерманн, К., ... и Армбруст, Э.В. (5 февраля 2008 г.). «Профилирование полногеномной экспрессии морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana идентифицирует гены, участвующие в кремниевых биопроцессах» . ПНАС . 105 (5): 1579–1584. дои : 10.1073/pnas.0707946105 . ПМК 2234187 . ПМИД 18212125 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[11] Бруннер, Эйке; Грегер, Кристиан; Лутц, Катарина; Рихтхаммер, Патрик; Спинде, Катрин; Сампер, Манфред (1 сентября 2009 г.). «Аналитические исследования биоминерализации кремнезема: к пониманию переработки кремнезема диатомовыми водорослями» . Прикладная микробиология и биотехнология . 84 (4): 607–616. дои : 10.1007/s00253-009-2140-3 . ISSN 1432-0614 . ПМИД 19629468 . S2CID 23179914 .

[12] Куявинский, Элизабет Б .; и др. (2016). «Микробиом океана: метаболический двигатель морского углеродного цикла» . Журнал «Микроб» . 11 (6): 262–267. дои : 10.1128/микроб.11.262.1 .

[13] Пол, Карстен; Мауш, Микаэла А.; Понерт, Георг (1 апреля 2013 г.). «Подход к совместному культивированию/метаболомике для исследования химически опосредованных взаимодействий планктонных организмов обнаруживает влияние бактерий на метаболизм диатомовых водорослей» . Метаболомика . 9 (2): 349–359. дои : 10.1007/s11306-012-0453-1 . ISSN 1573-3890 . S2CID 255127394 .

[14] Шаум, К.-Э. (март 2019 г.). «Усиленное образование биопленок помогает диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana и связанным с ней бактериям адаптироваться к экстремальному потеплению и нестабильности окружающей среды» . Лимнология и океанография . 64 (2): 441–460. Бибкод : 2019LimOc..64..441S . дои : 10.1002/lno.11050 . ISSN 0024-3590 . S2CID 92224508 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]