Бактероидота
| Бактероидота | |
|---|---|
| |
| Бактероид биакутис | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Клэйд : | Группа ФКБ |
| (без рейтинга): | Группа Bacteroidetes-Chlorobi |
| Тип: | Бактероидота Криг и др. 2021 год [ 1 ] |
| Классы [ 2 ] | |
| |
| Синонимы | |
| |
Тип Bacteroidetes Bacteroidetes (синоним , неспорообразующих ) состоит из трех крупных классов грамотрицательных , анаэробных или аэробных и палочковидных бактерий , которые широко распространены в окружающей среде, в том числе в почве, отложениях и морской воде, а также в в кишках и на коже животных.
Хотя некоторые Bacteroides spp. могут быть условно-патогенными микроорганизмами , многие Bacteroidota являются симбиотическими видами, хорошо приспособленными к желудочно-кишечному тракту. Бактероиды в кишечнике очень многочисленны, достигая до 10 11 клетки г −1 кишечного материала. Они осуществляют метаболические преобразования, необходимые для хозяина, такие как деградация белков или сложных полимеров сахаров. Бактероиды колонизируют желудочно-кишечный тракт уже у младенцев, поскольку неперевариваемые олигосахариды в материнском молоке поддерживают рост как Bacteroides , так и Bifidobacterium spp. Бактероиды виды. избирательно распознаются иммунной системой хозяина посредством специфических взаимодействий. [ 4 ]
История
[ редактировать ]Bacteroides fragilis был первым видом Bacteroides, выделенным в 1898 году как человеческий патоген, связанный с аппендицитом среди других клинических случаев. [ 4 ] Безусловно, виды класса Bacteroidia являются наиболее хорошо изученными, включая род Bacteroides (многочисленный организм в фекалиях теплокровных животных, включая человека) и Porphyromonas , группу организмов, населяющих ротовую полость человека . Класс Bacteroidia раньше назывался Bacteroidetes ; название было изменено. поскольку до недавнего времени это был единственный класс в этом типе, в четвертом томе [ объяснить ] Берджи «Руководства по систематической бактериологии» . [ 5 ]
Долгое время считалось, что большинство грамотрицательных бактерий желудочно-кишечного тракта относятся к роду Bacteroides , однако в последние годы многие виды Bacteroides подверглись реклассификации. Согласно современной классификации, большинство желудочно-кишечных видов Bacteroidota относятся к семействам Bacteroidaceae , Prevotellaceae , Rikenellaceae и Porphyromonadaceae . [ 4 ] Этот тип иногда группируют с Chlorobiota , Fibrobacterota , Gemmatimonadota , Calditrichota и морской группой A , образуя группу FCB или супертип. [ 6 ] В альтернативной системе классификации, предложенной Кавальером-Смитом , этот таксон вместо этого является классом типа Sphingobacteria .
Медицинская и экологическая роль
[ редактировать ]В желудочно-кишечной микробиоте бактероиды обладают очень широким метаболическим потенциалом и считаются одной из наиболее стабильных частей желудочно-кишечной микрофлоры. Снижение численности Bacteroidota в ряде случаев связано с ожирением . Эта группа бактерий в целом имеет противоречивые данные об изменении численности у пациентов с синдромом раздраженного кишечника , хотя ее род Bacteroides , вероятно, обогащен [ 7 ] но он может быть вовлечен в 1 и патогенез диабета 2 типа . [ 4 ] Бактероиды виды. в отличие от Prevotella spp. недавно было обнаружено, что они обогащены метагеномами субъектов с низким генным богатством, которые связаны с ожирением, резистентностью к инсулину и дислипидемией, а также с воспалительным фенотипом. Bacteroidota Виды , относящиеся к классам Flavobacteriales и Sphingobacteriales, являются типичными почвенными бактериями и лишь изредка выявляются в желудочно-кишечном тракте, за исключением Capnocytophaga spp. и виды Sphingobacterium . которые можно обнаружить в ротовой полости человека. [ 4 ]
Бактероидоты не ограничиваются микробиотой кишечника, они колонизируют различные среды обитания на Земле. [ 8 ] Например, Bacteroidota вместе с Pseudomonadota , Bacillota и Actinomycetota также входят в число наиболее распространенных групп бактерий в ризосфере . [ 9 ] Они были обнаружены в образцах почвы из различных мест, включая возделываемые поля, тепличные почвы и неиспользуемые территории. [ 8 ] Бактероидоты также обитают в пресноводных озерах, реках и океанах. Их все чаще признают важным компонентом бактериопланктона в морской среде, особенно в пелагических океанах . [ 8 ] Галофильные бактерии рода Salinibacter обитают в гиперсоленой среде, например, в насыщенных солеными растворах гиперсоленых озер. Salinibacter имеет много общих свойств с галофильными архей, такими как Halobacterium и Haloquadratum , обитающими в той же среде. Фенотипически Salinibacter удивительно похож на Halobacterium и поэтому долгое время оставался неидентифицированным. [ 10 ]
Метаболизм
[ редактировать ]Желудочно-кишечные виды Bacteroidota производят янтарную кислоту , уксусную кислоту и в некоторых случаях пропионовую кислоту в качестве основных конечных продуктов. Виды, принадлежащие к родам Alistipes , Bacteroides , Parabacteroides , Prevotella , Paraprevotella , Alloprevotella , Barnesiella и Tannerella , являются сахаролитическими, тогда как виды, принадлежащие к Odoribacter и Porphyromonas , являются преимущественно асахаролитическими. Некоторые виды Bacteroides. и виды Prevotella. может разлагать сложные растительные полисахариды, такие как крахмал , целлюлоза , ксиланы и пектины . Виды Bacteroidota также играют важную роль в метаболизме белков благодаря протеолитической активности, присущей протеазам, связанным с клеткой. Некоторые виды Bacteroides способны использовать мочевину в качестве источника азота. Другие важные функции видов Bacteroides включают деконъюгацию желчных кислот и рост на слизи . [ 4 ] Многие представители родов Bacteroidota ( Flexibacter , Cytophaga , Sporocytophaga и родственные) окрашены от желто-оранжевого до розово-красного цвета из-за присутствия пигментов группы флексирубина . У некоторых штаммов Bacteroidota флексирубины могут присутствовать вместе с каротиноидными пигментами. Каротиноидные пигменты обычно обнаруживаются у морских и галофильных представителей группы, тогда как флексирубиновые пигменты чаще встречаются у клинических, пресноводных или почвоколонизирующих представителей. [ 11 ]
Геномика
[ редактировать ]Сравнительный геномный анализ позволил идентифицировать 27 белков, которые присутствуют у большинства видов филума Bacteroidota . Из них один белок обнаружен у всех секвенированных видов Bacteroides , тогда как два других белка обнаружены у всех секвенированных видов, за исключением представителей рода Bacteroides . Отсутствие этих двух белков в этом роде, вероятно, связано с избирательной потерей генов. [ 6 ] Кроме того, были идентифицированы четыре белка, которые присутствуют у всех Bacteroidota, видов кроме Cytophaga hutchinsonii ; это снова вероятно из-за избирательной потери генов. Были идентифицированы еще восемь белков, которые присутствуют во всех секвенированных Bacteroidota, геномах за исключением Salinibacter Ruber . Отсутствие этих белков может быть связано с избирательной потерей генов или из-за того, что S. Ruber разветвляется очень глубоко, гены этих белков могли возникнуть после дивергенции S. Ruber . сохранившаяся подпись подписи Также была обнаружена ; эта делеция трех аминокислот в шапероне ClpB присутствует у всех видов типа Bacteroidota, кроме S. Ruber . Эта делеция также обнаружена у одного вида Chlorobiota и одного вида Archaeum , что, вероятно, связано с горизонтальным переносом генов . Эти 27 белков и делеция трех аминокислот служат молекулярными маркерами для Bacteroidota . [ 6 ]
Родство Bacteroidota , Chlorobiota и Fibrobacterota. типов
[ редактировать ]Виды из типов Bacteroidota и Chlorobiota очень тесно разветвляются на филогенетических деревьях, что указывает на близкое родство. С помощью сравнительного геномного анализа были идентифицированы три белка, которые уникальным образом присущи практически всем представителям типов Bacteroidota и Chlorobiota . [ 6 ] Совместное использование этих трех белков важно, поскольку, кроме них, никакие белки из типов Bacteroidota или Chlorobiota не являются общими для других групп бактерий. Также было идентифицировано несколько сохранившихся сигнатурных инделей, которые уникально присущи членам этого типа. Наличие этих молекулярных сигнатур подтверждает их тесную связь. [ 6 ] [ 12 ] тип Fibrobacterota Кроме того, указано, что конкретно связан с этими двумя типами. Клада, состоящая из этих трех типов, убедительно подтверждается филогенетическим анализом, основанным на ряде различных белков. [ 12 ] Эти типы также разветвляются в одном и том же положении на основании консервативных сигнатурных инделей в ряде важных белков. [ 13 ] Наконец, что наиболее важно, были идентифицированы две консервативные сигнатурные индели (в белке RpoC и в серингидроксиметилтрансферазе ) и один сигнатурный белок PG00081, которые уникальным образом присущи всем видам из этих трех типов. Все эти результаты предоставляют убедительные доказательства того, что виды этих трех типов имели общего предка, за исключением всех других бактерий, и было предложено признать их всех частью одного супертипа «FCB». [ 6 ] [ 12 ]
Филогения
[ редактировать ]Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатурное значение. [ 2 ]
| Полногеномная филогения [ 14 ] | на основе 16S рРНК ДП _08_2023 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] | 120 однокопийных маркерных белков на основе GTDB 08-RS214 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Орен А., генеральный менеджер Гаррити (2021 г.). «Действительная публикация названий сорока двух типов прокариот» . Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . ПМИД 34694987 . S2CID 239887308 .
- ^ Jump up to: а б Эузеби Ж.П., Парте AC. "" Бактероидет "" . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 23 июня 2021 г.
- ^ Криг Н.Р., Людвиг В., Эзеби Дж., Уитмен В.Б. (2010). «Тип XIV. Bacteroidetes phyl. nov.». В Криг Н.Р., Стейли Дж.Т., Браун Д.Р., Хедлунд Б.П., Пастер Б.Дж., Уорд Н.Л., Людвиг В., Уитмен В.Б. (ред.). Руководство Берджи по систематической бактериологии . Том. 4 (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 25.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Райлич-Стоянович, Мирьяна; де Вос, Виллем М. (2014). «Первые 1000 культивируемых видов желудочно-кишечной микробиоты человека» . Обзоры микробиологии FEMS . 38 (5): 996–1047. дои : 10.1111/1574-6976.12075 . ISSN 1574-6976 . ПМК 4262072 . ПМИД 24861948 .
- ^ Криг, Северная Каролина; Людвиг, В.; Уитмен, ВБ; Хедлунд, BP; Пастер, Би Джей; Стейли, Джей Ти; Уорд, Н.; Браун, Д.; Партс, А. (24 ноября 2010 г.) [1984 (Williams & Wilkins)]. Джордж М. Гаррити (ред.). Bacteroidetes , , Spirochaetes , Tenericutes ( Mollicutes , Acidobacteria , Fibrobacteria и Fusobacteria , Dictyoglomi , Gemmatimonadetes , Lentisphaerae , Verrucomicrobia , Chlamydiae . Planctomycetes ) Руководство Берджи по систематической бактериологии. Том. 4 (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 908. ИСБН 978-0-387-95042-6 . Британская библиотека №. GBA561951.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Гупта, РС; Лоренцини, Э. (2007). «Филогения и молекулярные признаки (консервативные белки и индели), специфичные для видов Bacteroidetes и Chlorobi» . Эволюционная биология BMC . 7 (1): 71. Бибкод : 2007BMCEE...7...71G . дои : 10.1186/1471-2148-7-71 . ПМЦ 1887533 . ПМИД 17488508 .
- ^ Питтайанон Р., Лау Дж.Т., Юань Ю., Леонтиадис Г.И., Це Ф., Суретт М., Моайеди П. (2019). «Микробиота кишечника у пациентов с синдромом раздраженного кишечника - систематический обзор». Гастроэнтерология . 157 (1): 97–108. дои : 10.1053/j.gastro.2019.03.049 . ПМИД 30940523 .
- ^ Jump up to: а б с Томас, Франсуа; Хехеманн, Ян-Хендрик; Отпор, Этьен; Чжек, Мирьям; Мишель, Гурван (2011). «Экологические и кишечные бактериоиды : связь с пищей» . Границы микробиологии . 2 : 93. дои : 10.3389/fmicb.2011.00093 . ISSN 1664-302X . ПМК 3129010 . ПМИД 21747801 .
- ^ Мендес, Родриго; Гарбева, Паолина; Рааймейкерс, Джос М. (2013). «Микробиом ризосферы: значение полезных для растений, патогенных для растений и патогенных для человека микроорганизмов» . Обзоры микробиологии FEMS . 37 (5): 634–663. дои : 10.1111/1574-6976.12028 . ISSN 1574-6976 . ПМИД 23790204 .
- ^ Орен, Аарон (2013). « Салинибактер : чрезвычайно галофильная бактерия со свойствами архей» . Письма FEMS по микробиологии . 342 (1): 1–9. дои : 10.1111/1574-6968.12094 . ПМИД 23373661 .
- ^ Еличка, Ян; Остерротова, Катерина; Орен, Аарон; Эдвардс, Хауэлл GM (2013). «Раман-спектрометрическая дискриминация флексирубиновых пигментов двух родов Bacteroidetes » . Письма FEMS по микробиологии . 348 (2): 97–102. дои : 10.1111/1574-6968.12243 . ПМИД 24033756 .
- ^ Jump up to: а б с Гупта, Р.С. (2004). «Филогения и характеристики сигнатурных последовательностей Fibrobacteres , Chlorobi и Bacteroidetes ». Критические обзоры по микробиологии . 30 (2): 123–140. дои : 10.1080/10408410490435133 . ПМИД 15239383 . S2CID 24565648 .
- ^ Гриффитс, Э; Гупта, Р.С. (2001). «Использование сигнатурных последовательностей в различных белках для определения относительного порядка ветвления бактериальных подразделений: доказательства того, что Fibrobacter разошлись в одно и то же время с хламидиями и разделением Cytophaga – Flavobacterium – Bacteroides » . Микробиология . 147 (Часть 9): 2611–22. дои : 10.1099/00221287-147-9-2611 . ПМИД 11535801 .
- ^ Гарсиа-Лопес М., Мейер-Колтхофф Х.П., Тиндалл Б.Дж., Гронов С., Войк Т., Кирпидес Н.К., Ханке Р.Л., Гёкер М. (2019). «Анализ 1000 геномов типовых штаммов улучшает таксономическую классификацию Bacteroidetes » . Передний микробиол . 10 :2083.дои : 10.3389 / fmicb.2019.02083 . ПМК 6767994 . ПМИД 31608019 .
- ^ «ЛТП» . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Дерево LTP_all в формате Ньюика» . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Примечания к выпуску LTP_08_2023» (PDF) . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Выпуск GTDB 08-RS214» . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
- ^ "bac120_r214.sp_label" . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
- ^ «История таксонов» . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Филогеномика и эволюционные исследования видов Bacteriodetes, Chlorobi и Fibrobacteres. Архивировано 22 марта 2019 г. на Wayback Machine. веб-странице бактериальной (прокариотической) филогении
