Порибактерии
| Порибактерии | |
|---|---|
 | |
| Локализация порибактерий у губки Aplysina aerophoba | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Клэйд : | Гидробактерии |
| Тип: | Порибактерии |
Порибактерии - это кандидатов тип бактерий- , первоначально обнаруженных [1] в микробиоме морских губок ( Porifera ). Порибактерии являются грамотрицательными преимущественно аэробными миксотрофами со способностью к окислительному фосфорилированию , гликолизу и автотрофной фиксации углерода по пути Вуда-Люнгдала . [2] [3] Порибактериальная гетеротрофия характеризуется обогащенным набором гликозидгидролаз, деградацией уроновых кислот, а также несколькими специфическими сульфатазами. Было высказано предположение, что этот гетеротрофный репертуар порибактерий участвует в деградации внеклеточного матрикса хозяина губки. [3]
Геном
[ редактировать ]отдельных клеток Подходы к геномике и метагеномному секвенированию методом дробовика порибактерий выявляют диапазон размеров генома примерно от 4,2 до 6,5 мегабаз. [2] [3] [4] [5] кодирующий 4254 белок -кодирующих гена, из которых необычно много 24% не имеют гомологии с известными генами . Среди генов с идентифицируемой гомологией реконструированные пути позволяют предположить, что центральный метаболизм порибактерий способен к гликолизу , циклу трикарбоновых кислот , пентозофосфатным путям , окислительному фосфорилированию , пути Энтнера-Дудорова и автотрофной фиксации углерода по пути Вуда-Люнгдала . Кроме того, порибактерии, по-видимому, участвуют в ассимиляционной денитрификации и удалении аммиака, что потенциально может иметь значение для рециркуляции азота внутри холобионта губки. Сообщается также, что порибактериальный геном содержит необычно большое количество систем фаговой защиты, включая CRISPR-CAS и системы модификации рестрикции . [6]
Разделение клеток
[ редактировать ]Компартментализация клеток на отдельные мембраносвязанные органеллы является универсальным и определяющим свойством эукариот, но не наблюдалась у других прокариот , кроме Planctomycetota . Ранее считалось, что порибактерии отличаются от других микроорганизмов, связанных с морскими губками , такой характерной морфологией, характеризующейся большим мембраносвязанным клеточным компартментом, который, как предполагалось, содержит ДНК. [1] Отличительные порибактериальные компартменты были первоначально идентифицированы с помощью флуоресцентной гибридизации in situ и электронной микроскопии . [1] Геномные данные предполагают наличие органелл, связанных с белками, но не мембраносвязанных органелл. [6] Совсем недавно корреляционная светоэлектронная микроскопия подтвердила два элемента субклеточной компартментации порибактерий: [7] Во-первых, бактериальные микрокомпарты , атипично локализованные на клеточной мембране. Во-вторых, сферические биполярные отсеки, которые, скорее всего, представляют собой богатые углеродом накопительные полимеры, такие как полигидроксибутират .
Эукариотоподобные белки
[ редактировать ]Геномный анализ порибактерий выявил несколько семейств повторяющихся белков клеточной поверхности, которые напоминают те, что обнаружены у эукариот, и нечасто встречаются у прокариот. Примеры включают анкириновые и богатые лейцином повторяющиеся домены, [2] а также тетратрикопептиды . [6] необычные повторяющиеся белки рецептора липопротеинов низкой плотности Также обнаружены с неизвестной функцией. Считается, что большинство этих семейств белков участвуют в поверхностных взаимодействиях с губкой-хозяином. [6] Кроме того, генетическая инфраструктура для биосинтеза стеринов наблюдается в геномах порибактерий, а в остальном встречается почти исключительно у эукариот и планктомицетов Gemmata obscuriglobus . [2]
Экологическая ниша
[ редактировать ]Порибактерии являются симбионтами морских губок губок и входят в число наиболее распространенных микроорганизмов в весьма разнообразном микробиоме мезогиля . [2] Они были обнаружены у множества видов губок из самого разного географического происхождения. [8] Состав микроорганизмов в микробиоме губок может наследоваться вертикально: взрослые губки передают свои отличительные микробные сообщества потомству. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Физелер, Л; Хорн, М; Вагнер, М; Хентшель, Ю (июнь 2004 г.). «Открытие нового типа-кандидата «Порибактерии» у морских губок» . Прикладная и экологическая микробиология . 70 (6): 3724–32. Бибкод : 2004ApEnM..70.3724F . дои : 10.1128/aem.70.6.3724-3732.2004 . ПМК 427773 . ПМИД 15184179 .
- ^ Jump up to: а б с д и Сигл, А; Камке, Дж; Хохмут, Т; Пиль, Дж; Рихтер, М; Лян, К; Дандекар, Т; Хентшель, У (январь 2011 г.). «Одноклеточная геномика раскрывает образ жизни Poribacteria, потенциального типа, симбиотически связанного с морскими губками» . Журнал ISME . 5 (1): 61–70. дои : 10.1038/ismej.2010.95 . ПМК 3105677 . ПМИД 20613790 .
- ^ Jump up to: а б с Камке, Джанин; Щирба, Александр; Иванова, Наталья; Швентек, Патрик; Ринке, Кристиан; Мавроматис, Костас; Войке, Таня; Хентшель, Юте (декабрь 2013 г.). «Одноклеточная геномика выявляет сложные закономерности деградации углеводов у порибактериальных симбионтов морских губок» . Журнал ISME . 7 (12): 2287–2300. дои : 10.1038/ismej.2013.111 . ISSN 1751-7362 . ПМЦ 3834845 . ПМИД 23842652 .
- ^ Поделл, Шейла; Блэнтон, Джессика М.; Ной, Александр; Агарвал, Винаяк; Биггс, Джейсон С.; Мур, Брэдли С.; Аллен, Эрик Э. (февраль 2019 г.). «Пангеномное сравнение глобально распространенных порибактерий, связанных с губками-хозяевами и морскими частицами» . Журнал ISME . 13 (2): 468–481. дои : 10.1038/s41396-018-0292-9 . ISSN 1751-7370 . ПМК 6331548 . ПМИД 30291328 .
- ^ Слэби, Беате М.; Хакл, Томас; Хорн, Ханнес; Байер, Кристина; Хентшель, Юте (ноябрь 2017 г.). «Метагеномное объединение микробиома морской губки демонстрирует единство защиты, но метаболическую специализацию» . Журнал ISME . 11 (11): 2465–2478. дои : 10.1038/ismej.2017.101 . ISSN 1751-7370 . ПМЦ 5649159 . ПМИД 28696422 .
- ^ Jump up to: а б с д Камке, Дж; Ринке, С; Швентек, П; Мавроматис, К; Иванова Н; Щирба, А; Войк, Т; Хентшель, У (2014). «Тип-кандидат Poribacteria по данным одноклеточной геномики: новое понимание филогении, компартментации клеток, эукариотоподобных повторяющихся белков и других особенностей генома» . ПЛОС ОДИН . 9 (1): e87353. Бибкод : 2014PLoSO...987353K . дои : 10.1371/journal.pone.0087353 . ПМК 3909097 . ПМИД 24498082 .
- ^ Ян, Мартин Т.; Маркерт, Себастьян М.; Рю, Тэу; Раваси, Тимоти; Стиглохер, Кристиан; Хентшель, Юте; Мойтиньо-Силва, Лукас (декабрь 2016 г.). «Пролить свет на разделение клеток в типе Poribacteria-кандидата с помощью визуализации с высоким разрешением и транскрипционного профилирования» . Научные отчеты . 6 (1): 35860. Бибкод : 2016NatSR...635860J . дои : 10.1038/srep35860 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5087111 . ПМИД 27796326 .
- ^ Лафи, ФФ; Фюрст, Дж. А.; Физелер, Л; Энгельс, С; Гох, WW; Хентшель, Ю (сентябрь 2009 г.). «Широкое распространение порибактерий в демоспонгиях» . Прикладная и экологическая микробиология . 75 (17): 5695–9. Бибкод : 2009ApEnM..75.5695L . дои : 10.1128/aem.00035-09 . ПМЦ 2737902 . ПМИД 19561181 .
- ^ Шмитт, С; Ангермайер, Х; Шиллер, Р; Линдквист, Н.; Хентшель, Ю (декабрь 2008 г.). «Обследование молекулярного микробного разнообразия на репродуктивных стадиях губок и механистическое понимание вертикальной передачи микробных симбионтов» . Прикладная и экологическая микробиология . 74 (24): 7694–708. Бибкод : 2008ApEnM..74.7694S . дои : 10.1128/aem.00878-08 . ПМК 2607154 . ПМИД 18820053 .