Термококк сельдерей
| Термококк сельдерей | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | Т. целер
|
| Биномиальное имя | |
| Термококк сельдерей Зиллиг 1983 г.
| |
Thermococcus celer — грамотрицательный сферической формы архей из рода Thermococcus . [ 1 ] Открытие T. celer сыграло важную роль в возрождении древа жизни , когда было обнаружено, что T. celer более тесно связан с метаногенными археями , чем с другими фенотипически сходными термофильными видами. [ 1 ] T. celer был первым археем, имеющим кольцевой геном . [ 2 ] несколько типовых штаммов T. celer : Vu13, ATCC 35543 и DSM 2476. Идентифицировано [ 2 ]
Изоляция
[ редактировать ]T. celer был открыт доктором Вольфрамом Зиллигом в 1983 году. [ 3 ] Организм был выделен на пляжах Вулкано , Италия , из богатого серой неглубокого вулканического кратера. [ 3 ] Исходные образцы выделяли из глубины морских ям и инокулировали в анаэробные пробирки объемом 10 мл. [ 4 ] В пробирках содержалось 100 мг элементарной серы и раствор 95% N 2 и 5% H 2 S. [ 4 ] доводили Впоследствии pH до диапазона 5-6 добавлением CaCO 3 . [ 4 ] Чтобы убедиться, что кислород не проник в образец, исследователи использовали индикатор кислорода резазурин . [ 4 ] Брока Sulfolobus Рост был достигнут путем обогащения средой , которая содержит элементарную серу и дрожжи , которые необходимы T. celer для оптимального роста. [ 3 ] После обогащения образцы помещали на полиакриламидный гель и затем инкубировали при 85 °C в анаэробной среде. [ 4 ] Как только наблюдался рост колоний, клетки подвергали центрифугированию перед очисткой в буферном растворе ТА (0,05 моль/л Трис-HCl, 0,022 моль/л NH 4 Cl, 0,01 моль/л β-меркаптоэтанол). [ 4 ]
Таксономия и филогения
[ редактировать ]После секвенирования по Сэнгеру был 16s рРНК проведен как экономный , так и матричный анализ расстояний, чтобы определить положение T. celer на древе жизни. [ 1 ] Было обнаружено, что T. celer более тесно связан с метаногенными архебактериями , чем с термофильными архебактериями. [ 1 ] Это открытие привело к переукоренению архебактериального дерева и впоследствии поместило T. celer в кладу с метаногенами на основании их тесного филогенетического родства. [ 1 ] обоих видов Это размещение было дополнительно подтверждено после анализа организационной структуры генома генов рРНК . [ 1 ] И Thermococcus , и метаногенные архебактерии имеют спейсерный ген тРНК , расположенный между геном 16s рРНК и геном 23s[рРНК. [ 1 ] Этот спейсерный ген не обнаружен ни у одного другого вида термофильных архебактерий. [ 1 ]
T. celer родственен Pyrococcus woesei , оба принадлежат к отряду Thermococcales . [ 5 ] Оба являются строго анаэробными и снижают содержание серы . [ 5 ] T. celer также имеет тесную связь с Thermococcuslittoralis , которые оба принадлежат к одному и тому же роду , но T. celer оказался гораздо более зависимым от серы, чем T.littorals . [ 5 ]
T. celer в настоящее время относят к теплолюбивым археям . [ 3 ] С момента открытия T. celer термин архебактерии был заменен на Archaea , чтобы отразить самые современные филогенетические отношения, обнаруженные между организмами. [ 6 ]
Характеристика
[ редактировать ]Слово «термококк» образовано от двух греческих существительных: «терме» ( по-гречески означает «тепло») и «коккос» (по-гречески «зерно» или «семя» ). [ 3 ] Слово «Целер» происходит от греческого слова, означающего «быстрый», что связано с высокими темпами роста этого вида. [ 3 ]
Морфология
[ редактировать ]T. celer представляет собой грамотрицательный сферический организм диаметром около 1 мкм. [ 3 ] Наблюдения с помощью электронной микроскопии показали, что T. celer использует монополярный многотриховый жгутик . для движения [ 3 ] Во время репликации T. celer конденсируется до диплоформной формы, как видно с помощью фазово-контрастной микроскопии . [ 3 ]
T. celer Плазматическая мембрана содержит большое количество глицерина диэфира липидов по сравнению с относительно небольшими количествами липидов тетраэфира диглицерина. [ 7 ] В липидах диэфира глицерина фитанил (C 20 ) является углеводородным компонентом, а в липидах тетраэфира диглицерина бифитанил (C 40 ) является углеводородным компонентом. [ 3 ] Клеточная стенка , или S-слой , T. celer действует как защита от лизиса клеток в результате изменений осмотических градиентов. [ 3 ] Оболочка S-слоя состоит из субъединиц гликопротеина, образующих двумерную паракристаллическую гексагональную структуру. [ 3 ] T. celer В оболочке клеток отсутствует мурамовая кислота , что указывает на устойчивость к пенициллину и ванкомицину . [ 3 ]
Метаболизм
[ редактировать ]T. celer — строгий анаэроб , использующий органотрофный метаболизм. [ 3 ] в форме пептидов (т.е. из дрожжевого экстракта, пептона или триптона ) и белков (т.е. казеина ) в качестве источника углерода, которые окисляются до диоксида углерода посредством дыхания серы. [ 3 ] T. celer не может использовать углеводы в качестве источника углерода и считается серозависимым организмом, поскольку он зависит от восстановления серы до сероводорода . для оптимального роста [ 5 ] Хотя это менее эффективно, T. celer также может использовать ферментацию . [ 3 ] В отличие от большинства прокариот , T. celer способен осуществлять дыхание по пути Эмбдена-Мейергофа ( гликолиз ), хотя и использует альтернативный путь. [ 8 ]
Экология
[ редактировать ]характерный для гипертермофильного вида, T. celer, хорошо себя чувствует при очень высоких температурах. [ 1 ] Точнее, он встречается только в богатых серой неглубоких вулканических кратерах Вулкано, Италия. [ 3 ] Температура в этой конкретной среде обитания достигает 90 ° C. [ 3 ] Максимальная температура, при которой может расти T. celer , составляет 93 °C, оптимальная температура роста — 88 °C. [ 3 ] Лучше всего он растет при pH 5,8, что означает его умеренную ацидофильность . [ 3 ] Оптимальный рост также зависит от присутствия концентрации NaCl 40 г/л, что еще раз демонстрирует высокий уровень адаптации T. celer к термальной морской среде. [ 3 ]
Геномика
[ редактировать ]Построение физической карты T. celer Vu13 с помощью фрагментов фермента рестрикции выявило длину 1890 + 27 килобаз (кб). [ 2 ] Молекулярное соотношение оснований гуанина и цитозина составляет примерно 56,6%. [ 3 ] Это значение определяли путем усреднения как содержания GC, полученного с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии , так и расчетов температуры плавления (TM ) . [ 3 ] T. celer считается одним из самых медленно развивающихся видов архей, что указывает на то, что его геном можно использовать в качестве модельного организма для тех, кто изучает характеристики раннего генома. [ 2 ]
В 1989 году T. celer стал первым археем, имеющим кольцевой геном. [ 2 ] Форма генома была определена посредством трех отдельных экспериментов, во всех из которых использовались ферменты рестрикции . [ 2 ] Геном T. celer расщепляли ферментами рестрикции Nhe , Spe и Xba . [ 2 ] После расщепления для определения формы генома использовали анализ гибридизации. [ 2 ] Зонды синтезировали из клонированных генов 16S рРНК и 23S рРНК. [ 2 ] И Спе , и Нхе образовали по пять фрагментов одинаковой формы и размера. [ 2 ] В результате расщепления Xba было получено восемь фрагментов. [ 2 ] Используя шаблоны перекрытия, форма генома была определена как круглая. [ 2 ]
Приложение
[ редактировать ]Домен Archaea в настоящее время разделен на три основные группы, состоящие из крайних термофилов , крайних галофилов и крайних термофилов , способных восстанавливать серу ( метаногены ). [ 1 ] Считается, что эти три группы не возникли независимо, а эволюционировали от одной к другой. [ 1 ]
Открытие Т. celer перевернуло положение филогенетического древа архебактерий . [ 1 ] Было обнаружено, что он имеет более тесную филогенетическую связь с метаногенными архебактериями, в отличие от его фенотипического аналога, чрезвычайно термофильных архебактерий. Это открытие было сделано посредством анализа последовательности 16S рРНК и привело к изменению филогенетического дерева. [ 1 ]
Это открытие предполагает, что крайние термофилы могли быть самыми ранними предками архей, если принять во внимание их медленную эволюцию , а также распределение крайних термофилов как в их собственную группу, так и в группу метаногенов. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н Ахенбах-Рихтер, Л.; Гупта, Р.; Зиллиг, В.; Вёзе, ЧР (август 1988 г.). «Укоренение архебактериального дерева: ключевая роль Thermococcus celer в эволюции архебактерий». Систематическая и прикладная микробиология . 10 (3): 231–240. дои : 10.1016/s0723-2020(88)80007-9 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Нолл, К.М. (1989). «Хромосомная карта термофильной архебактерии Thermococcus celer» . Журнал бактериологии . 171 (12): 6720–6725. дои : 10.1128/jb.171.12.6720-6725.1989 . ПМК 210568 . ПМИД 2512284 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В Зиллиг, В.; Хольц, И.; Янекович, Д.; Шафер, В.; Рейтер, В.Д. (1983). «Archaebacterium Thermococcus celer представляет новый род термофильной ветви архебактерий». Сист. Прил. Микробиол . 4 (1): 88–94. дои : 10.1016/s0723-2020(83)80036-8 . ПМИД 23196302 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Зиллиг, В., К.О. Стеттер, В. Шафер, Д. Янекович, С. Вундерл, И. Хольц и П. Палм. «Thermoproteales: новый отряд архебактерий». Центральный журнал бактериологии, микробиологии и гигиены 2 (1981): 205–27. Распечатать.
- ^ Jump up to: а б с д Блейми Дж., М. Чионг, К. Лопес и Э. Смит. 1999. Оптимизация условий роста чрезвычайно термофильных микроорганизмов Thermococcus celer и Pyrococcus woesei . Журнал микробиологических методов. Том: 38:1-2:169-175. Распечатать.
- ^ Пейс, NR (2006). «Время перемен» . Природа . 441 (7091): 289. Бибкод : 2006Natur.441..289P . дои : 10.1038/441289a . ПМИД 16710401 . S2CID 4431143 .
- ^ Бун, Дэвид Р. и Ричард В. Кастенхольц. Руководство Берджи® по систематической бактериологии, том первый. Археи, глубоко ветвящиеся и фототрофные бактерии. Второе изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York, 2001. 341–344. Распечатать.
- ^ Гэдд, Джеффри М. «Путь ЭМИ». Бактериальная физиология и метаболизм. Бюнг Х. Ким. Нью-Йорк: Кембридж, 2008. 65–67. Распечатать.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ли, Чи-Фунг; Махатадзе Георгий Иванович; Вонг, Кам-Бо (2005). «Влияние замен заряда на аланин на стабильность рибосомального белка L30e из Thermococcus celer». Биохимия . 44 (51): 16817–16825. дои : 10.1021/bi0519654 . ПМИД 16363795 .
- Ким, Ки Пам; Пэ, Хиджин; Ким, Ин Хе; Квон, Сук-Тэ (2011). «Клонирование, экспрессия и применение ПЦР ДНК-полимеразы гипертермофильного архея Thermococcus celer». Биотехнологические письма . 33 (2): 339–346. дои : 10.1007/s10529-010-0434-2 . ПМИД 20953664 . S2CID 20110756 .
- Рид, Кристофер Дж.; Льюис, Хантер; Трехо, Эрик; Уинстон, Верн; Эвилия, Кэрин (14 августа 2013 г.). «Белковые адаптации у архейных экстремофилов» . Архея . 2013 : 14. дои : 10.1155/2013/373275 . ПМЦ 3787623 . ПМИД 24151449 .
- Вонг, Кам-Бо; Байкрофт, Марк; Вонг, Кам-Бо (18 марта 2003 г.). «Кристаллическая структура рибосомного белка L30e крайнего термофила Thermococcus celer: термостабильность и связывание РНК». Биохимия . 42 (10): 2857–65. дои : 10.1021/bi027131s . ПМИД 12627951 .