Фервидококк
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
| Фервидококк | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Архея |
| Королевство: | Протеоархеота |
| Супертип: | ТАК группа |
| Тип: | Термопротеота |
| Сорт: | Термопротеи |
| Заказ: | Фервидококковый Perevalova et al., 2010 [ 4 ] |
| Семья: | Фервидикокковые Perevalova et al., 2010 [ 3 ] |
| Род: | Фервидококк Perevalova et al., 2010 [ 2 ] |
| Разновидность: | Ф. источник
|
| Биномиальное имя | |
| Горячий источник Perevalova et al., 2010 [ 1 ]
| |
Fervidicoccus Fontis — экстремофильный , в форме кокка архей известный тем, что процветает в условиях высоких температур. [ 5 ] [ 6 ] Он был обнаружен в российской кальдере Узон и демонстрирует анаэробный органотрофный органические соединения , метаболизм , в основном ферментируя такие как пептиды и дрожжевой экстракт . [ 7 ] [ 8 ] F. Fontis генетически отличается: он разделяет не более 89% своего генетического материала со своими ближайшими родственниками. [ 6 ] Это единственный вид в отряде Fervidicoccales и роде Fervidicoccus , хотя текущие исследования предполагают наличие потенциальных новых видов. [ 9 ] [ 7 ] Он играет важную роль в биотехнологических приложениях благодаря своей , липиды способности гидролизовать внося вклад в самые разные отрасли промышленности, от очистки сточных вод до фармацевтики . [ 9 ]
Научная классификация
[ редактировать ]Таксономия
[ редактировать ]F. Fontis принадлежит к домену Archaea и относится к типу Crenarchaeota . [ нужны разъяснения ] [ 6 ] [ 9 ] Организмы этого типа известны своей экстремофильной природой, что позволяет им выживать в суровых условиях, таких как сильная жара, холод или кислотность. [ 5 ] К классу Thermoprotei относятся термофилы , [ 10 ] F. Fontis . ярким примером является [ 6 ] Термофилы характеризуются способностью выживать в среде с высокими температурами, с оптимальным ростом в диапазоне температур 65–70 ° C (149–158 ° F). [ 6 ] Обычно термофильные организмы встречаются в наземных и морских источниках, расположенных в вулканических районах или вблизи гидротермальных источников . [ 11 ] F. Fontis относится к отряду Fervidicoccales , семейству Fervidicoccaceae и роду Fervidicoccus . [ 6 ] [ 9 ] Штаммы Кам940 Т и 1507b были выделены и использованы для идентификации организма, что привело к созданию нового рода и вида. [ 6 ] В настоящее время F. Fontis — единственный вид, идентифицированный в отряде Fervidicoccales. [ 9 ] Однако штамм Kam1884, выделенный из кальдеры Узон, демонстрирует около 96% сходства последовательности 16S РНК с F. Fontis Kam940. Т , что указывает на возможный новый вид в роде Fervidicoccus . [ 7 ]
Родственники
[ редактировать ]Филогенетические деревья были построены для изучения эволюционных связей F. Fontis , раскрывая его уникальное филогенетическое положение, а также иллюстрируя его близость к некоторым другим видам. [ 8 ] Этот анализ объединил данные секвенирования 30 рибосомальных белков , альфа- и бета-компонентов РНК-полимеразы и 23S рРНК . генов [ 8 ] F. Fontis генетически отличается от класса Thermoprotei, разделяя менее 89% генетической идентичности со своими членами, что делает его единственным известным видом в отряде Fervidicoccales. [ 6 ] [ 9 ] Эта особенность подчеркивает его относительно отдаленные эволюционные связи внутри класса Thermoprotei. [ 6 ] Однако известные родственники включают Ignisphaera aggregans , Caldisphaera lagunensis , Acidilobus saccharovorans и Desulfurococcus kamchatkensis . [ 8 ] F. Fontis отличается от своих родственников уникальным набором признаков, включая не менее 25% уникальных генов, кодирующих белки, и отсутствие внеклеточных гидролаз , за исключением протеаз . [ 8 ]
Открытие и изоляция
[ редактировать ]Открытие F. Fontis было инициировано благодаря приготовленной анаэробной базальной среде , направленной на стимулирование роста микроорганизмов в экстремальных условиях. [ 7 ] Образцы были собраны из термальных источников в российской кальдере Узон. [ 7 ] Среда, в которой были получены образцы, имела pH до 6,0-6,5 и включала 1 мг резазурина , 1 мл растворов микроэлементов и витаминов и 0,2 г дрожжевого экстракта. [ 7 ] Затем его переносили в пробирки, которые закрывали бутилкаучуковыми пробками для поддержания анаэробной среды с содержанием 80% N 2 и 20% CO 2 . [ 7 ] Способ выделения штамма Кам940 Т и Kam 1507b включали инкубацию 10% инокулята , полученного из смеси осадка и воды, при температуре 70 °C (158 °F). [ 7 ] Эта инкубация также включала добавление хитина или β-кератина в качестве полимерных субстратов в дозе 2 мкл. -1 концентрация . [ 7 ] Кам940 Т был выделен на базальной среде с пептоном с 1,5% агаром , тогда как Kam1507b был получен путем серийных разведений в среде, обогащенной пептоном. [ 7 ] В течение 3-5 дней этот подход успешно изолировал организмы с коккоидными клетками, что ознаменовало открытие уникальных штаммов Fervidicoccus : Kam940. Т и Кам1507b. [ 7 ] Чистота этих изолированных штаммов была подтверждена с помощью фазово-контрастной микроскопии , которая показала, что штаммы полностью состояли из отдельных клеток кокков, что в конечном итоге продемонстрировало эффективную изоляцию и открытие нового вида. [ 7 ]
Морфология
[ редактировать ]F. Fontis характеризуется морфологией клеток в форме кокка и отсутствием подвижности из-за отсутствия жгутика . [ 6 ] Его клеточная оболочка состоит из клеточной мембраны, образованной слоем белковых субъединиц. [ 6 ] Размеры этих клеток могут варьироваться: их длина и ширина составляют 1–3 мкм. [ 6 ]
Метаболизм
[ редактировать ]F. Fontis — облигатный анаэробный органотроф, черпает энергию преимущественно за счет ферментации различных органических соединений . [ 8 ] Он использует метаболиты, такие как экстракт говядины , пептон и дрожжевой экстракт, для целей ферментации, увеличивая плотность более 10 7 клетки мл -1 . [ 6 ] F. Fontis демонстрирует оптимальный рост при культивировании с пептидами и дрожжевым экстрактом в концентрации 20 мг/л при температуре от 65°C до 70°C и pH 5,5-6,0. [ 6 ] того, F. Fontis способен восстанавливать серу до H 2 S. Кроме [ 7 ] Геном F. Fontis кодирует 45 пептидаз , которые облегчают гидролиз белков и пептидов , а также аминокислот катаболизм , которые являются важными процессами для транспорта олигопептидов и свободных аминокислот в клетки. [ 8 ] [ 12 ] Предполагается также, что катаболизм пирувата присутствует в качестве промежуточного продукта метаболизма аланина . [ 8 ] Пируват-ферредоксиноксидоредуктаза способствует выработке ацетил-КоА , СО 2 и восстановленного ферредоксина . [ 8 ] Впоследствии ацетил-КоА трансформируется в ацетат , образуя АТФ в реакции, проводимой ацетил-КоА-синтетазой . [ 8 ] Несмотря на свою метаболическую универсальность, у F. Fontis отсутствуют полные пути катаболизма углеводов . [ 8 ] Об этом свидетельствует отсутствие генов, обычно обнаруживаемых у организмов, способных расщеплять углеводы, таких как гликозидгидролазы , полисахаридлиазы или углеводные эстеразы . [ 8 ]
Геномика
[ редактировать ]Хромосома секвенирования является F. Fontis кольцевой , что было определено с помощью комплексного и анализа генома и подтверждено с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) проверки областей с элементами инсерционной последовательности . [ 8 ] Он состоит из 1 319 216 пар оснований со средним содержанием G и C 37,5%. [ 8 ] Его геном включает дубликат оперона 16S-23S рРНК, а также отдельный ген 5S рРНК . [ 8 ] В геноме имеется 42 гена тРНК , девять из которых включают интроны . [ 8 ] Путем поиска сходства и потенциальных предсказаний кодирования было идентифицировано 1385 потенциальных генов , кодирующих белок , со средней длиной 829 нуклеотидов на ген. [ 8 ] В конечном итоге это привело к покрытию генами , кодирующими белки, всего генома F. Fontis на 87,1% . [ 8 ]
Экология
[ редактировать ]F. Fontis Kam940. Т Штаммы и Kam1507b были получены из районов с температурой от 75 до 80 ° C (167 и 176 ° F) и уровнями pH 6,5 и 6,3 соответственно. [ 7 ] Дальнейший анализ с использованием денатурирующего градиентного гель-электрофореза (DGGE) выявил Fervidicoccaceae в накопительных культурах кальдеры Узон, продемонстрировав их способность расти при высоких температурах (68–77 ° C (154–171 ° F)) и диапазоне pH 6,4–7,0 на различные полимерные подложки . [ 7 ] Отбор образцов ДНК окружающей среды выявил присутствие Fervidicoccaceae в различных горячих источниках по всему миру. [ 7 ] Эти результаты показывают, что последовательности 16S рибосомальной РНК этих организмов на 94–95% схожи с последовательностями 16S F. Fontis , что указывает на F. Fontis широкое распространение и экологическую адаптивность. [ 7 ]
Значение
[ редактировать ]Спрос на новые липазы и микроорганизмы, потребляющие липиды, растет, что представляет собой проблему для биотехнологии и микробиологии . [ 9 ] F. Fontis обладает способностью гидролизовать липидные субстраты; поэтому он находит применение в различных отраслях промышленности, таких как очистка сточных вод, создание продуктов нефтепереработки, таких как фармацевтические препараты, сложные эфиры и аминокислоты, а также в производстве биодизельного топлива , биополимеров , чистящих средств , косметики , бумаги , кожи и пищевых продуктов. . [ 9 ] Трудность выделения и поддержания чистых культур архей ограничила научные знания об этих микроорганизмах, поскольку ранее только Thermococcus sibiricus был признан за свои способности к росту липидов. [ 9 ] Таким образом, это новое открытие расширяет понимание экологических возможностей рода Fervidicoccus . [ 9 ] F. Fontis , с ее небольшим размером генома по сравнению со многими другими свободноживущими термофилами, может разделять экологические ниши с другими термофильными бактериями и вытеснять их, что позволяет предположить, что он может быть выгоден в конкурентной среде. [ 8 ] [ 13 ] F. Fontis также может обладать антиоксидантными свойствами благодаря наличию супероксидредуктазы , которая может уменьшить окислительное повреждение и потенциально снизить риск заболеваний, что подчеркивает его медицинскую важность. [ 8 ] Присутствие гена супероксидредуктазы у F. Fontis подчеркивает его функцию в детоксикации супероксида , что дополнительно способствует механизмам антиоксидантной защиты . [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Fervidicoccus Fontis Перевалова и др., 2010» . Глобальный информационный фонд по биоразнообразию . Проверено 30 апреля 2024 г.
- ^ « Фервидикокк Перевалова и др., 2010» . Глобальный информационный фонд по биоразнообразию . Проверено 30 апреля 2024 г.
- ^ ИРМНГ (2024). «Fervidicoccaceae Перевалова и др., 2010» . Проверено 30 апреля 2024 г.
- ^ ИРМНГ (2024). «Фервидикоккалес» . Проверено 30 апреля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Аслам, Мехвиш; Рашид, Наим (01 января 2022 г.), Куддус, Мохаммед (ред.), «Глава 18 - Производство биоэнергии у экстремофилов» , Микробные экстремозимы , Academic Press, стр. 231–246, doi : 10.1016/b978-0-12 -822945-3.00014-2 , ISBN 978-0-12-822945-3 , получено 7 апреля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н Перевалова Анна Александровна; Биджиева Салима Х.; Кубланов Илья Владимирович; Хинрикс, Кай-Уве; Лю, Сяолэй Л.; Марданов Андрей Владимирович; Лебединский Александр Васильевич; Бонч-Осмоловская, Елизавета Александровна (2010). «Fervidicoccus fontis gen. nov., sp. nov., анаэробный термофильный кренархеот из наземных горячих источников, а также предложения Fervidicoccaceae семейства nov. и Fervidicoccales ord. nov.» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 60 (9): 2082–2088. дои : 10.1099/ ijs.0.019042-0 ISSN 1466-5034 . ПМИД 19837732 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д Перевалова, Анна; Лебединский, Александр; Бонч-Осмоловская, Елизавета (2014), Розенберг, Евгения; Делонг, Эдвард Ф.; Лори, Стивен; Штакебрандт, Эрко (ред.), «Семейство Fervidicoccaceae» , «Прокариоты: другие основные линии бактерий и архей» , Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 35–40, doi : 10.1007/978-3-642-38954- 2_335 , ISBN 978-3-642-38954-2 , получено 7 апреля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в Лебединский Александр Васильевич; Марданов Андрей Владимирович; Кубланов Илья Владимирович; Гумеров Вадим М.; Белецкий Алексей Владимирович; Перевалова Анна Александровна; Биджиева Салима Х.; Бонч-Осмоловская, Елизавета Александровна; Скрябин Константин Георгиевич; Равин, Николай В. (01 марта 2014 г.). «Анализ полного генома Fervidococcus Fontis подтверждает особое филогенетическое положение отряда Fervidicoccales и предполагает его экологическую функцию» . Экстремофилы . 18 (2): 295–309. дои : 10.1007/s00792-013-0616-7 . ISSN 1433-4909 . ПМИД 24366681 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Карасева А.И.; Эльченинов А.Г.; Перевалова А.А.; Заюлина, К.С.; Кочеткова, ТВ; Кубланов, ИВ (01.07.2021). «Штамм Fervidicoccus Fontis 3639Fd, первый кренархеон, способный расти на липидах» . Микробиология . 90 (4): 435–442. дои : 10.1134/S002626172104007X . ISSN 1608-3237 .
- ^ Лаемтонг, Туньябун; Льюис, Эйприл М.; Кросби, Джеймс Р.; Бинг, Райан Г.; Шнайдер, Уильям Х.; Уиллард, Дэниел Дж.; Графс, Джеймс А.; Келли, Роберт М. (01 января 2022 г.), Арора, Навин Кумар; Агнихотри, Шекхар; Мишра, Джитендра (ред.), «Глава 2 - Ферменты чрезвычайно термофильных бактерий и архей: современное состояние и перспективы на будущее» , Экстремозимы и их промышленное применение , Academic Press, стр. 41–84, doi : 10.1016/b978-0- 323-90274-8.00004-6 , ISBN 978-0-323-90274-8 , получено 7 апреля 2024 г.
- ^ Канганелла, Франческо; Вигель, Юрген (26 февраля 2014 г.). «Анаэробные термофилы» . Жизнь . 4 (1): 77–104. Бибкод : 2014Жизнь....4...77C . дои : 10.3390/life4010077 . ISSN 2075-1729 . ПМЦ 4187147 . ПМИД 25370030 .
- ^ Торрес, Нимбе; Баскет-Лэмб, Сандра; Веласкес-Вильегас, Лаура А.; Норьега, Лилия Г.; Немецкие негодяи, Габриэла; Товар, Армандо Р. (29 июля 2023 г.). «Катаболизм аминокислот: упускаемая из виду область метаболизма» . Питательные вещества . 15 15):3378.doi : ( 10.3390/nu15153378 . ISSN 2072-6643 . ПМЦ 10421169 . ПМИД 37571315 .
- ^ Рампелотто, Пабуло Энрике (7 августа 2013 г.). «Экстремофилы и экстремальные условия» . Жизнь . 3 (3): 482–485. Бибкод : 2013Жизнь....3..482R . дои : 10.3390/life3030482 . ISSN 2075-1729 . ПМК 4187170 . ПМИД 25369817 .
 | Для этой статьи необходимы дополнительные или более конкретные категории . ( апрель 2024 г. ) |