Альфапротеобактерии
| Альфапротеобактерии | |
|---|---|
 | |
| Просвечивающая электронная микрофотография Wolbachia внутри клетки насекомого. Фото: Публичная научная библиотека / Скотт О'Нил. | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Псевдомонадота |
| Сорт: | Альфапротеобактерии Гаррити и др . 2006 г. |
| Подклассы [1] и заказы [3] | |
| |
| Синонимы [3] | |
| |
Альфапротеобактерии — это Pseudomonadota ( ранее « класс бактерий типа протеобактерии »). [4] Magnetococcales Mariprofundales и Alphaproteobacteria считаются базальными или родственными по отношению к . [5] [6] Альфапротеобактерии очень разнообразны и имеют мало общего, но , тем не менее, имеют общего предка. Как и все протеобактерии , ее представители являются грамотрицательными , хотя некоторые из ее внутриклеточных паразитических членов лишены пептидогликана и, следовательно, являются грамм-вариабельными. [4] [3]
Характеристики
[ редактировать ]Alphaproteobacteria Wolbachia представляют собой разнообразный таксон и включают несколько фототрофных родов, несколько родов, метаболизирующих C1-соединения ( например , Mmethylobacterium spp.), симбионтов растений ( например , Rhizobium spp.), эндосимбионтов членистоногих ( ) и внутриклеточных патогенов ( например, Rickettsia ). . Более того, этот класс является сестрой протомитохондрии , бактерии, которая была поглощена эукариотическим предком и дала начало митохондриям , которые являются органеллами в эукариотических клетках (см. Эндосимбиотическую теорию ). [1] [7] Видом, представляющим технологический интерес, является Rhizobium radiobacter (ранее Agrobacterium tumefaciens ): ученые часто используют этот вид для переноса чужеродной ДНК в геномы растений. [8] Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии , такие как Pelagibacter ubique , представляют собой альфапротеобактерии, которые широко распространены и могут составлять более 10% микробного сообщества открытого океана.
Эволюция и геномика
[ редактировать ]Существуют некоторые разногласия относительно филогении отрядов но , особенно относительно местонахождения Pelagibacterales , в целом существует некоторый консенсус. Разногласия возникают из-за большой разницы в содержании генов ( например, оптимизация генома у Pelagibacter ubique ) и большой разницы в содержании GC между представителями нескольких отрядов. [1] В частности, Pelagibacterales , Rickettsiales и Holosporales содержат виды с геномами, богатыми AT. [ жаргон ] Утверждалось, что это может быть случай конвергентной эволюции , которая приведет к артефактной кластеризации. [9] [10] [11] Однако некоторые исследования не согласны с этим. [1] [12] [13] [14]
Кроме того, обнаружено, что содержание GC в рибосомальной РНК (традиционный филогенетический маркер прокариот) мало отражает содержание GC в геноме. Одним из примеров этой атипичной декорреляции содержания GC в рибосомах с филогенией является то, что представители Holosporales имеют гораздо более высокое содержание GC в рибосомах, чем представители Pelagibacterales и Rickettsiales , хотя они более тесно связаны с видами с высоким содержанием GC в геноме. чем членам последних двух орденов. [1]
Класс Alphaproteobacteria делится на три подкласса Magnetococcidae , Rickettsidae и Caulobacteridae . [1] Базальная . группа — Magnetococcidae , которую составляют большое разнообразие магнитотактических бактерий описана только одна — Magnetococcus marinus , но [15] Rickettsidae и состоит из внутриклеточных Rickettsiales свободноживущих Pelagibacterales . состав Caulobacteridae Kiloniellales входят Holosporales , Rhodospirillales , Sphingomonadales , Rhodobacterales , Caulobacterales , и , Kordiimonadales , Parvularculales Sneathiellales . В
Сравнительный анализ секвенированных геномов также привел к открытию множества консервативных инсерций-делеций (инделей) в широко распространенных белках и целых белках (т.е. сигнатурных белках ), которые являются отличительными характеристиками либо всех Alphaproteobacteria , либо их различных основных отрядов (а именно, Rhizobiales) . , Rhodobacterales , Rhodospirillales , Rickettsiales , Sphingomonadales и Caulobacterales ) и семейства (а именно Rickettsiaceae , Anaplasmataceae , Rhodospirillaceae , Acetobacteraceae , Bradyrhiozobiaceae , Brucellaceae и Bartonellaceae ).
Эти молекулярные сигнатуры предоставляют новые средства для описания этих таксономических групп и для идентификации/отнесения новых видов в эти группы. [16] Филогенетический анализ и консервативные инделы в большом количестве других белков свидетельствуют о том, что Alphaproteobacteria разветвились позже, чем большинство других типов и классов бактерий, за исключением Betaproteobacteria и Gammaproteobacteria . [17] [18]
Филогения альфапротеобактерий постоянно пересматривается и обновляется. [19] [20] Есть некоторые дебаты по поводу включения Magnetococcidae в Alphaproteobacteria . Например, независимый класс протеобактерий (« Candidatus Etaproteobacteria») для Magnetococcidae . был предложен [21] [22] Недавнее филогеномное исследование предполагает размещение протомитохондриальной клады между Magnetococcidae и всеми другими таксонами альфапротеобактерий. [5] что предполагает раннее расхождение протомитохондриальной линии от остальных альфапротеобактерий, за исключением Magnetococcidae . Эта филогения также предполагает, что протомитохондриальная линия не обязательно имеет близкое родство с Rickettsidae .
Неуверенное сиденье
[ редактировать ]Следующие таксоны были отнесены к Alphaproteobacteria , но не были отнесены к одному или нескольким промежуточным таксономическим рангам: [23]
- Заказы, не отнесенные к подклассу
- Минвиалес Сан и др . 2018 год
- Роды не закреплены за семьей
- « Candidatus Anoxipelagibacter » Руис-Перес и др . 2021 год
- « Билофококк » Мёнх 1988 г.
- « Charonomicrobium » Csotoni et al . 2011 г.
- « Кандидат в эндолиссоклин » Кван и др . 2012 год
- « Candidatus Endowatersipora » Андерсон и Хейгуд, 2007 г.
- « Кандидат Halyseomicrobium » Levantesi et al . 2004 г.
- « Candidatus Halyseosphaera » Kragelund et al . 2006 г.
- « Candidatus Hodgkinia » McCutcheon et al . 2009 год
- « Candidatus Lariskella » Мацуура и др . 2012 год
- « Мариносульфономонасы » Холмс и др . 1997 год
- « Candidatus Mesopelagibacter » Руис-Перес и др . 2021 год
- « Метилосульфономонас » Холмс и др . 1997 год
- « Candidatus Monilibacter » Kragelund et al . 2006 г.
- « Нанобактерия » Ciftcioglu et al . 1997 год
- « Олеомонада » Канамори и др . 2002 г.
- « Кандидат на парахолоспору » Eschbach et al . 2009 год
- « Кандидат Phycosocius » Танабэ и др . 2015 год
- « Кандидат Puniceispirillum » Oh et al . 2010 год
- « Тетракокк » Блэколл и др . 1997 год
- « Тубероидобактер » Никитин 1983 г. [24] [25] [26]
- Виды, не отнесенные к роду
- Адаптировано из Vibrio Muir et al . 1990 год
- Вибрионные циклозиты Muir et al . 1990 год
Филогения
[ редактировать ]Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN). [3] Филогения основана на полногеномном анализе. [6] [а] Имена подклассов основаны на Ferla et al . (2013). [1]
Бактерии |
| ||||||||||||||||||||||||
Естественная генетическая трансформация
[ редактировать ]Хотя сообщалось лишь о нескольких исследованиях естественной генетической трансформации у Alphaproteobacteria , этот процесс был описан у Agrobacterium tumefaciens . [28] Метилобактерия органофилум , [29] и Bradyrhizobium japonicum . [30] Естественная генетическая трансформация — это половой процесс, включающий перенос ДНК из одной бактериальной клетки в другую через промежуточную среду и интеграцию донорной последовательности в геном реципиента путем гомологичной рекомбинации .
Примечания
[ редактировать ]- ^ Holosporales и Minwuiales не включены в это филогенетическое древо.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Ферла MP, Thrash JC, Джованнони SJ, Патрик ВМ (2013). «Новая филогения альфапротеобактерий, основанная на генах рРНК, дает представление об основных группах, митохондриальном происхождении и филогенетической нестабильности» . ПЛОС ОДИН . 8 (12): е83383. Бибкод : 2013PLoSO...883383F . дои : 10.1371/journal.pone.0083383 . ПМЦ 3859672 . ПМИД 24349502 .
- ^ Гроте Дж., Трэш Дж.К., Хаггетт М.Дж., Лэндри З.К., Карини П., Джованнони С.Дж., Раппе М.С. (2012). «Оптимизация и сохранение основного генома среди сильно расходящихся членов клады SAR11» . мБио . 3 (5): e00252-12. дои : 10.1128/mBio.00252-12 . ПМЦ 3448164 . ПМИД 22991429 .
- ^ Jump up to: а б с д Эузеби Ж.П., Парте AC. « Альфапротеобактерии » . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 31 мая 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Бреннер DJ, Криг Н.Р., Стейли Т. (26 июля 2005 г.) [1984 (Williams & Wilkins)]. Гэррити GM (ред.). Протеобактерии . Руководство Берджи по систематической бактериологии. Том. 2С (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 1388. ИСБН 978-0-387-24145-6 . Британская библиотека №. GBA561951.
- ^ Jump up to: а б Мартейн Дж., Воссеберг Дж., Гай Л., Оффре П., Эттема Т.Дж. (май 2018 г.). «Глубокое митохондриальное происхождение за пределами отобранных альфапротеобактерий» . Природа . 557 (7703): 101–105. Бибкод : 2018Natur.557..101M . дои : 10.1038/s41586-018-0059-5 . ПМИД 29695865 . S2CID 13740626 .
- ^ Jump up to: а б Хёрдт А., Лопес М.Г., Мейер-Колтхофф Дж.П., Шлейнинг М., Вайнхольд Л.М., Тиндалл Б.Дж. и др. (7 апреля 2020 г.). «Анализ более 1000 геномов типовых штаммов существенно улучшает таксономическую классификацию« альфапротеобактерий » » . Границы микробиологии . 11 : 468. дои : 10.3389/fmicb.2020.00468 . ПМЦ 7179689 . ПМИД 32373076 .
- ^ Мартейн, Йоран; Воссеберг, Джулиан; Гай, Лайонел; Оффре, Пьер; Эттема, Тейс Дж.Г. (01 мая 2018 г.). «Глубокое митохондриальное происхождение за пределами отобранных альфапротеобактерий» . Природа . 557 (7703): 101–105. Бибкод : 2018Natur.557..101M . дои : 10.1038/s41586-018-0059-5 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 29695865 . S2CID 13740626 .
- ^ Чилтон, доктор медицинских наук, Драммонд М.Х., Мерио DJ, Скиаки Д., Монтойя А.Л., Гордон MP, Нестер Э.В. (июнь 1977 г.). «Стабильное включение плазмидной ДНК в клетки высших растений: молекулярная основа онкогенеза корончатого галла». Клетка . 11 (2): 263–71. дои : 10.1016/0092-8674(77)90043-5 . ПМИД 890735 . S2CID 7533482 .
- ^ Родригес-Эспелета Н., Embley TM (2012). «Группа альфа-протеобактерий SAR11 не имеет отношения к происхождению митохондрий» . ПЛОС ОДИН . 7 (1): e30520. Бибкод : 2012PLoSO...730520R . дои : 10.1371/journal.pone.0030520 . ПМЦ 3264578 . ПМИД 22291975 .
- ^ Виклунд Дж., Эттема Т.Дж., Андерссон С.Г. (февраль 2012 г.). «Независимая редукция генома и филогенетическая реклассификация океанической клады SAR11». Молекулярная биология и эволюция . 29 (2): 599–615. дои : 10.1093/molbev/msr203 . ПМИД 21900598 .
- ^ Виклунд Дж., Мартейн Дж., Эттема Т.Дж., Андерссон С.Г. (2013). «Сравнительные и филогеномные доказательства того, что альфапротеобактерия HIMB59 не является членом океанической клады SAR11» . ПЛОС ОДИН . 8 (11): е78858. Бибкод : 2013PLoSO...878858V . дои : 10.1371/journal.pone.0078858 . ПМЦ 3815206 . ПМИД 24223857 .
- ^ Георгиадес К., Мадуи М.А., Ле П., Роберт С., Рауль Д. (2011). «Филогеномный анализ Odyssella thessalonicensis подтверждает общее происхождение митохондрий Rickettsiales, Pelagibacter ubique и Reclimonas americana» . ПЛОС ОДИН . 6 (9): e24857. Бибкод : 2011PLoSO...624857G . дои : 10.1371/journal.pone.0024857 . ПМК 3177885 . ПМИД 21957463 .
- ^ Трэш Дж.С., Бойд А., Хаггетт М.Дж., Гроте Дж., Карини П., Йодер Р.Дж. и др. (2011). «Филогеномные доказательства общего предка митохондрий и клады SAR11» . Научные отчеты . 1 : 13. Бибкод : 2011НатСР...1Е..13Т . дои : 10.1038/srep00013 . ПМК 3216501 . ПМИД 22355532 .
- ^ Уильямс КП, Собрал Б.В., Дикерман А.В. (июль 2007 г.). «Надежное дерево видов альфапротеобактерий» . Журнал бактериологии . 189 (13): 4578–86. дои : 10.1128/JB.00269-07 . ЧВК 1913456 . ПМИД 17483224 .
- ^ Базылински Д.А., Уильямс Т.Дж., Лефевр К.Т., Берг Р.Дж., Чжан К.Л., Баузер С.С., Дин А.Дж., Беверидж Т.Дж. (2012). «Magnetococcus marinus gen. nov., sp. nov., морская магнитотактическая бактерия, представляющая новую линию ( Magnetococcaceae fam. nov.; Magnetococcales ord. nov.) в основании Alphaproteobacteria » . Int J Syst Evol Microbiol . 63 (Часть 3): 801–808. дои : 10.1099/ijs.0.038927-0 . ПМИД 22581902 .
- ^ Гупта РС (2005). «Белковые сигнатуры, характерные для альфа-протеобактерий и их подгрупп, и модель эволюции альфа-протеобактерий». Критические обзоры по микробиологии . 31 (2): 101–35. дои : 10.1080/10408410590922393 . ПМИД 15986834 . S2CID 30170035 .
- ^ Гупта РС (октябрь 2000 г.). «Филогения протеобактерий: отношения с другими типами эубактерий и эукариотами» . Обзоры микробиологии FEMS . 24 (4): 367–402. дои : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00547.x . ПМИД 10978543 .
- ^ Гупта Р.С., Снит П.Х. (январь 2007 г.). «Применение подхода совместимости символов к данным обобщенных молекулярных последовательностей: порядок ветвления подразделений протеобактерий». Журнал молекулярной эволюции . 64 (1): 90–100. Бибкод : 2007JMolE..64...90G . дои : 10.1007/s00239-006-0082-2 . ПМИД 17160641 . S2CID 32775450 .
- ^ Хёрдт А., Лопес М.Г., Мейер-Колтхофф Дж.П., Шлейнинг М., Вайнхольд Л.М., Тиндалл Б.Дж. и др. (07.04.2020). «Анализ более 1000 геномов типовых штаммов существенно улучшает таксономическую классификацию« альфапротеобактерий » » . Границы микробиологии . 11 : 468. дои : 10.3389/fmicb.2020.00468 . ПМЦ 7179689 . ПМИД 32373076 .
- ^ Муньос-Гомес С.А., Хесс С., Бургер Г., Ланг Б.Ф., Суско Э., Сламовиц CH, Роджер А.Дж. (февраль 2019 г.). Рокас А., Витткопп П.Дж., Ирисарри I (ред.). «Обновленная филогения Alphaproteobacteria показывает , что паразитические Rickettsiales и Holosporales имеют независимое происхождение» . электронная жизнь . 8 : е42535. doi : 10.7554/eLife.42535 . ПМК 6447387 . ПМИД 30789345 .
- ^ Цзи Б., Чжан С.Д., Чжан В.Дж., Руи З., Альберто Ф., Сантини К.Л. и др. (март 2017 г.). «Химерная природа геномов морских магнитотаксических коккоидно-овоидных бактерий определяет новую группу протеобактерий». Экологическая микробиология . 19 (3): 1103–1119. дои : 10.1111/1462-2920.13637 . ПМИД 27902881 . S2CID 32324511 .
- ^ Линь В., Чжан В., Чжао X, Робертс А.П., Патерсон Г.А., Базылински Д.А., Пан Ю. (июнь 2018 г.). «Геномная экспансия магнитотаксисных бактерий показывает раннее общее происхождение магнитотаксиса с эволюцией, специфичной для каждой линии» . Журнал ISME . 12 (6): 1508–1519. дои : 10.1038/s41396-018-0098-9 . ПМЦ 5955933 . ПМИД 29581530 .
- ^ Эузеби Ж.П., Парте AC. « Альфапротеобактерии , не отнесенные к семейству» . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 7 июня 2021 г.
- ^ Роуз А.Х., Темпест Д.В., Моррис Дж.Г. (1983). Достижения микробной физиологии . Том. 24. Академическая пресса . п. 111. ИСБН 0-12-027724-7 .
- ^ Tuberoidobacter , на: Таксономия IniProt
- ^ Tuberoidobacter , на: Браузер таксономии NCBI
- ^ Роджер А.Дж., Муньос-Гомес С.А., Камикава Р. (ноябрь 2017 г.). «Происхождение и разнообразие митохондрий» . Современная биология . 27 (21): Р1177–Р1192. дои : 10.1016/j.cub.2017.09.015 . ПМИД 29112874 .
- ^ Деманеш С., Кей Э., Гурбьер Ф., Симоне П. (июнь 2001 г.). «Естественная трансформация Pseudomonas fluorescens и Agrobacterium tumefaciens в почве» . Прикладная и экологическая микробиология . 67 (6): 2617–21. Бибкод : 2001ApEnM..67.2617D . дои : 10.1128/АЕМ.67.6.2617-2621.2001 . ПМК 92915 . ПМИД 11375171 .
- ^ О'Коннор М., Вопат А., Хэнсон Р.С. (январь 1977 г.). «Генетическая трансформация метилобактерий органофилум» . Журнал общей микробиологии . 98 (1): 265–72. дои : 10.1099/00221287-98-1-265 . ПМИД 401866 .
- ^ Райна Дж.Л., Моди В.В. (август 1972 г.). «Связывание и трансформация дезоксирибонуклеата у Rhizobium jpaonicum» . Журнал бактериологии . 111 (2): 356–60. дои : 10.1128/jb.111.2.356-360.1972 . ПМК 251290 . ПМИД 4538250 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Альфапротеобактерии в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Веб-страница бактериальной (прокариотической) филогении: альфа-протеобактерии. Архивировано 10 мая 2010 г. в Wayback Machine.