Термомикробия
| Термомикробия | |
|---|---|
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Термомикробиота Гаррити и Холт 2021 [2] |
| Сорт: | Термомикробия Гаррити и Холт, 2002 г. [1] |
| Заказы | |
| Синонимы | |
| |
Термомикробии бактерий — группа термофильных несерных зеленых . На основе видов Thermomicrobiumroseum (типовой вид) и Sphaerobacter thermophilus этот класс бактерий имеет следующее описание: [3] [4]
Класс Thermomicrobia подразделяется на два порядка с достоверно опубликованными названиями: Thermomicrobiales Garrity and Holt 2001 и Sphaerobacterales Stackebrandt, Rainey and Ward-Rainey 1997 . Грамотрицательный. Плеоморфные, неподвижные, неспорообразующие палочки. Неспорообразующий. отсутствует Диаминокислота . Отсутствие пептидогликана в значительном количестве. Атипичные белковые клеточные стенки. Гипертермофильный, оптимальная температура роста 70-75°С. Обязательные аэробные и хемоорганотрофные. [примечание 1]
Представители этого класса, как термофильные бактерии, обычно встречаются в средах, далеких от деятельности человека. [5] Однако они обладают такими характеристиками, как улучшенный рост антибиотиков и активность окисления CO, что делает их интересными темами для исследований (например, для применения в биотехнологиях).
История
[ редактировать ]В 1973 году из источника Поганка в Йеллоустонском национальном парке был выделен штамм розовых термофильных бактерий, который позже был назван Thermomicrobiumroseum и предложен как новый вид нового рода Thermomicrobium . [6] В то время этот род был отнесен к семейству Achromobacteraceae, но к 2001 году он стал отдельным типом. [3]
В 2004 году на основе анализа генетической принадлежности было предложено переклассифицировать Thermomicrobia в класс, принадлежащий к типу Chloroflexota (ранее Chloroflexi). Бактерия Sphaerobacter thermophilus, первоначально описанная как Actinobacteria, теперь считается термомикробией. [4] [7] В том же году из Йеллоустонского национального парка был выделен еще один штамм розовых термофильных бактерий, получивший название Thermobaculum terrenum . [8] Более поздний анализ, основанный на геноме, отнес этот вид к классу Thermomicrobia. [9] Однако нынешнее положение Thermobaculum terrenum оспаривается. [10]
В 2012 году в биореакторе была выделена термотолерантная нитрит-окисляющая бактерия, получившая название Nitrolancetus hollandica и предложенная в качестве нового вида позже в 2014 году. [11] Хотя он обладает нитритокисляющей активностью, уникальной для класса Thermomicrobia, на основании филогении 16s рРНК он отнесен к классу Thermomicrobia. [12]
В 2014 году две термофильные грамположительные палочковидные неспорообразующие бактерии (штаммы KI3 Т и КИ4 Т ), выделенные из геотермально нагретых биопленок, растущих на кургане в кратере ямы Килауэа Ики на склоне вулкана Килауэа (Гавайи), были предложены как представители новых видов на основе филогении 16s рРНК. КИ3 Т Штамм, позже названный Thermomicrobiumcarbonum , тесно связан с Thermomicrobiumroseum . КИ4 Т Штамм, позже названный Thermorudis peleae , был предложен в качестве типового штамма нового рода Thermorudis . [13]
В 2015 году штамм термофильных бактерий WKT50.2, выделенный из геотермальной почвы в Вайтике (Новая Зеландия), был предложен в качестве нового вида, позже названного Thermorudis фармакофила . Филогенетический анализ, основанный на 16s рРНК, относит его к классу Thermomicrobia, как близкому к Thermorudis peleae . [5]
Характеристики
[ редактировать ]Среда обитания
[ редактировать ]Представители класса Thermomicrobia широко распространены в широком диапазоне как водных, так и наземных сред обитания. Thermomicrobium roseum был обнаружен в геотермально подогреваемых горячих источниках, Thermorudis фармакофила и Thermobaculum terrenum - в нагретых почвах, а Thermomicrobiumcarbonum и Thermorudis peleae - в нагретых отложениях. [13] [5] [14] Кроме того, Sphaerobacter thermophilus был обнаружен в осадках сточных вод, прошедших термофильную обработку. [15] Общие черты их среды обитания включают температуру примерно 65–75 °C и pH около 6,0–8,0 (за исключением Nitrolancea hollandica, которая растет при температуре около 40 °C). [11] ).
Метаболизм
[ редактировать ]Представители класса Thermomicrobia имеют различия в основном обмене веществ. Nitrolancetus hollandica обладает нитрифицирующей активностью, которая утилизирует NO 2. − в качестве источника энергии, который является уникальным для всего типа Chloroflexota . [12] Виды термомикробиумов. и Sphaerobacter thermophilus имеют конститутивную функцию окисления CO, не обнаруженную у других видов этого класса. [13] [16] Однако виды этого класса имеют некоторые общие черты, перечисленные ниже:
- Все члены, за исключением Thermobaculum terrenum, неспособны использовать некоторые распространенные моносахариды (например, глюкозу , фруктозу и т. д.) в качестве единственного источника углерода . [6] [12] [13] [5] Механизмы этой неспособности в настоящее время неизвестны.
Устойчивость к антибиотикам
[ редактировать ]Представители класса Thermomicrobia демонстрируют определенный уровень устойчивости к метронидазолу и/или триметоприму , которые клинически значимы для человека. [17] [18] Thermomicrobiumcarbonum и Thermorudis peleae проявляют устойчивость к обоим этим антибиотикам, тогда как Sphaerobacter thermophilus проявляет устойчивость только к метронидазолу . [5] Интересно, что Thermomicrobium roseum и Thermorudis фармакофила демонстрируют повышенный рост как метронидазола , так и триметоприма , что является редкой чертой даже среди бактерий, устойчивых к антибиотикам. [5] Механизмы, стоящие за этим, в настоящее время недокументированы, и по этой теме необходимы дальнейшие исследования.
Структура клеточной оболочки
[ редактировать ]Представители класса Thermomicrobia имеют различные результаты окрашивания по Граму . Сообщается, что Thermomicrobium Roseum , Sphaerobacter thermophilus и Thermorudis фармакофила являются грамотрицательными и имеют типичную многослойную дидермы структуру клеточной оболочки . [3] [4] [5] Однако состав их клеточной оболочки нетипичен по сравнению с типичными грамотрицательными бактериями. Клеточная оболочка Thermomicrobium roseum лишена значительного количества пептидогликана, который является основным для типичных грамотрицательных бактерий, но при этом богата белком. [3] Мембранные липиды Thermomicrobium Roseum в основном представляют собой длинноцепочечные диолы, а не липиды на основе глицерина, обычно встречающиеся в бактериях. [19] Такая же особенность была обнаружена у Sphaerobacter thermophilus и Thermorudis фармакофила. [5] Было высказано предположение, что за термоустойчивость этих бактерий отвечает высокобелковый и липидный состав на основе диолов. [4] [20]
Между тем, другие представители класса Thermomicrobia, как сообщается, являются грамположительными и имеют типичную клеточную оболочку монодермы. [8] [12] [13] Есть несколько возможных объяснений несоответствия результатов окрашивания по Граму внутри класса. Для Thermorudis фармакофила возможное объяснение, предложенное Houghton et al. заключается в том, что на самом деле это атипичная монодермная бактерия, поскольку ее клеточная оболочка содержит аминокислоты, обычно ассоциированные с грамположительными бактериями, реагирует на КОН, ванкомицин и ампициллин и не имеет генов, ответственных за образование дидермы. [5] Также предполагается, что для решения этой проблемы необходимы дальнейшие исследования, поскольку противоречивые сведения о структуре клеточной оболочки обнаружены для всего типа Chloroflexota.
Филогения
[ редактировать ]| на основе 16S рРНК ДП _08_2023 [21] [22] [23] | 120 маркерных белков на основе GTDB 08-RS214 (28 апреля 2023 г.). [24] [25] [26] | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Таксономия
[ редактировать ]Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN). [27] и Национальный центр биотехнологической информации (NCBI). [28]
- Порядок Sphaerobacterales Стакебрандт, Рейни и Уорд-Рейни, 1997 г.
- Семейство Sphaerobacteraceae Стакебрандт, Рейни и Уорд-Рейни, 1997 г.
- Род Sphaerobacter Demharter et al. 1989 год [15]
- S. thermophilus Demharter et al. 1989 год [15]
- Род Nitrolancea Сорокин и др. 2014 год [примечание 2] [12]
- N. hollandica Сорокин и др. 2014 год [примечание 2] [12]
- « Ca. N. copahuensis» Spieck et al. 2020 год
- Род Sphaerobacter Demharter et al. 1989 год [15]
- Семейство Sphaerobacteraceae Стакебрандт, Рейни и Уорд-Рейни, 1997 г.
- Заказать Thermomicrobiales Garrity & Holt 2002 г.
- Семейство Thermomicrobiaceae Гаррити и Холт, 2002 г.
- Род Thermalbibacter Zhao et al. 2023 год
- Т. longus Zhao et al. 2023 год
- Род Thermomicrobium Jackson, Ramaley & Meinschein 1973. [6]
- Род Thermorudis King & King 2014 г. [13]
- Род Thermalbibacter Zhao et al. 2023 год
- Семейство Thermomicrobiaceae Гаррити и Холт, 2002 г.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ В приведенном выше описании не учитываются виды, обнаруженные после 2004 г.
- ^ Jump up to: а б Штамм обнаружен в Национальном центре биотехнологической информации (NCBI), но не соответствует Бактериологическому кодексу (1990 г. и последующая редакция), как подробно описано в Списке названий прокариот, имеющих статус в номенклатуре (LPSN), по следующим причинам:
- Чистая культура прокариот не выделена и не доступна.
- Опубликовано недействительно, поскольку эффективная публикация документирует только хранение типового штамма в одной признанной коллекции культур.
- Не одобрено и опубликовано Международным журналом систематической бактериологии или Международным журналом систематической и эволюционной микробиологии (IJSB/IJSEM).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гэррити, Холт Дж.Г. (2001). «Класс I. Класс термомикробии . Ноябрь». В составе Бун Д.Р., Кастенхольц Р.В., Гаррити ГМ. (ред.). Руководство Берджи по систематической бактериологии . Том. 1 (Археи, глубоко ветвящиеся и фототрофные бактерии) (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. стр. 447–450.
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б с д Гэррити, Холт Дж.Г. (2001). «Тип BVII. Thermomicrobia phy. nov.». В Boone DR, Castenholz RW, Garrity GM (ред.). Руководство Берджи по систематической бактериологии, 2-е изд., том. 1. Археи и глубоко ветвящиеся и фототрофные бактерии . Нью-Йорк: Спрингер.
- ^ Jump up to: а б с д Гугенгольц П., Стакебрандт Э (ноябрь 2004 г.). «Реклассификация Sphaerobacter thermophilus из подкласса Sphaerobacteridae типа Actinobacteria в класс Thermomicrobia (исправленное описание) в типе Chloroflexi (исправленное описание)» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 54 (Часть 6): 2049–51. дои : 10.1099/ijs.0.03028-0 . ПМИД 15545432 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Хоутон К.М., Морган XC, Лагутин К., Маккензи А.Д., Высоцкий М., Митчелл К.А., Макдональд И.Р., Морган Х.В., Пауэр Дж.Ф., Моро Дж.В., Ханссен Э., Стотт М.Б. (декабрь 2015 г.). «Thermorudisharmophila sp. nov., новый представитель класса Thermomicrobia, выделенный из геотермальной почвы, и исправленные описания Thermomicrobium roseum, Thermomicrobiumcarbonum, Thermorudis peleae и Sphaerobacter thermophilus» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 65 (12): 4479–87. дои : 10.1099/ijsem.0.000598 . hdl : 10289/11806 . ПМИД 26374291 .
- ^ Jump up to: а б с д Джексон Т.Дж., Рамали Р.Ф., Meinschein WG (январь 1973 г.). «Термомикробиум, новый род чрезвычайно термофильных бактерий» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 23 (1): 28–36. дои : 10.1099/00207713-23-1-28 .
- ^ Бун Д.Р., Бейкер CC (2002). «Подтверждение публикации новых названий и новых комбинаций, ранее эффективно опубликованных за пределами IJSEM» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 52 (Часть 3): 685–90. дои : 10.1099/ijs.0.02358-0 . ПМИД 12054225 . Архивировано из оригинала 6 июня 2010 года.
- ^ Jump up to: а б Ботеро Л.М., Браун К.Б., Брумфилд С., Берр М., Кастенхольц Р.В., Янг М., МакДермотт Т.Р. (апрель 2004 г.). «Thermobaculum terrenum gen. nov., sp. nov.: нефототрофный грамположительный термофил, представляющий группу клонов окружающей среды, родственную Chloroflexi (зеленые несерные бактерии) и Thermomicrobia». Архив микробиологии . 181 (4): 269–77. дои : 10.1007/s00203-004-0647-7 . ПМИД 14745485 . S2CID 31431143 .
- ^ Кунисава Т. (август 2011 г.). «Филогенетическое размещение нефототрофного грамположительного термофила Thermobaculum terrenum и порядок ветвления внутри типа Chloroflexi, полученный на основе сравнения порядка генов» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 61 (Часть 8): 1944–53. дои : 10.1099/ijs.0.026088-0 . ПМИД 20833875 .
- ^ См. веб-страницу NCBI о несекретной группе Terrabacteria. Данные, извлеченные из «Обозреватель таксономии NCBI» . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 1 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Сорокин Д.Ю., Веймелькова Д., Люкер С., Стрешинская Г.М., Рийпстра В.И., Дамсте Дж.С., Клеербезем Р., ван Лоосдрехт М., Мьюзер Г., Даймс Х. (июнь 2014 г.). «Nitrolancea hollandica gen. nov., sp. nov., хемолитоавтотрофная нитрит-окисляющая бактерия, выделенная из биореактора, принадлежащая к типу Chloroflexi». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 64 (6): 1859–1865. дои : 10.1099/ijs.0.062232-0 . ПМИД 24573161 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Сорокин Д.Ю., Люкер С., Веймелькова Д., Кострикина Н.А., Клееребезем Р., Рийпстра В.И., Дамсте Дж.С., Ле Паслье Д., Мюйзер Г., Вагнер М., ван Лоосдрехт М.К., Даймс Х. (декабрь 2012 г.). «Расширение нитрификации: открытие, физиология и геномика нитрит-окисляющих бактерий из типа Chloroflexi» . Журнал ISME . 6 (12): 2245–56. дои : 10.1038/ismej.2012.70 . ПМК 3504966 . ПМИД 22763649 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час King CE, King GM (август 2014 г.). «Thermomicrobiumcarbonidum sp. nov. и Thermorudis peleae gen. nov., sp. nov., бактерии, окисляющие угарный газ, выделенные из геотермически нагретых биопленок» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 64 (Часть 8): 2586–92. дои : 10.1099/ijs.0.060327-0 . ПМИД 24814334 .
- ^ Коста К.С., Наварро Дж.Б., Шок Э.Л., Чжан С.Л., Соукуп Д., Хедлунд Б.П. (май 2009 г.). «Микробиология и геохимия великих кипящих и грязевых горячих источников в Большом бассейне США». Экстремофилы . 13 (3): 447–59. дои : 10.1007/s00792-009-0230-x . ПМИД 19247786 . S2CID 24375281 .
- ^ Jump up to: а б с Демхартер В., Хенсель Р., Смида Дж., Стакебрандт Э. (май 1989 г.). «Sphaerobacter thermophilus gen. nov., sp. nov. Глубоко укоренившийся представитель подразделения актиномицетов, выделенный из термофильно обработанного осадка сточных вод». Систематическая и прикладная микробиология . 11 (3): 261–6. дои : 10.1016/S0723-2020(89)80023-2 .
- ^ Ву Д., Рэймонд Дж., Ву М., Чаттерджи С., Рен К., Грэм Дж.Э., Брайант Д.А., Робб Ф., Колман А., Таллон Л.Дж., Бэджер Дж.Х., Мадупу Р., Уорд Н.Л., Эйзен Дж.А. (16 января 2009 г.). «Полная последовательность генома аэробного CO-окисляющего термофила Thermomicrobium roseum» . ПЛОС ОДИН . 4 (1): е4207. Бибкод : 2009PLoSO...4.4207W . дои : 10.1371/journal.pone.0004207 . ПМК 2615216 . ПМИД 19148287 .
- ^ «Монография по метронидазолу для профессионалов — Drugs.com» . Наркотики.com . Проверено 11 октября 2018 г.
- ^ «Монография триметоприма для профессионалов — Drugs.com» . Наркотики.com . Проверено 11 октября 2018 г.
- ^ Понд Дж.Л., Лэнгуорси Т.А., Хольцер Г. (март 1986 г.). «Длинноцепочечные диолы: новый класс мембранных липидов термофильной бактерии». Наука . 231 (4742): 1134–6. Бибкод : 1986Sci...231.1134P . дои : 10.1126/science.231.4742.1134 . JSTOR 1696788 . ПМИД 17818542 . S2CID 42023577 .
- ^ Понд Дж.Л., Лэнгуорси Т.А. (март 1987 г.). «Влияние температуры роста на длинноцепочечные диолы и жирные кислоты Thermomicrobium roseum» . Журнал бактериологии . 169 (3): 1328–30. дои : 10.1128/jb.169.3.1328-1330.1987 . ПМК 211939 . ПМИД 3818547 .
- ^ «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.
- ^ Ж. П. Эзеби. «Термомикробия» . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 20 июля 2022 г.
- ^ Сэйерс; и др. «Термомикробия» . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 20 марта 2022 г.