Термотоги
| Термотоги | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Термотогота Рейзенбах 2021 [ 1 ] |
| Сорт: | Термотоги Рейзенбах 2002 г. |
| Заказы | |
| Синонимы | |
| |
Thermotogota — тип домена это Bacteria . Тип содержит единственный класс Thermotogae . Тип Thermotogota состоит из грамотрицательных , анаэробных и преимущественно термофильных и гипертермофильных бактерий. [ 2 ] [ 3 ]
Характеристики
[ редактировать ]Название этого типа происходит от существования многих из этих организмов при высоких температурах, а также от характерной структуры оболочки, или «тоги», окружающей клетки этих видов. [ 4 ] Недавно были также идентифицированы некоторые Thermotogota, существующие при умеренных температурах. [ 5 ] Хотя виды Thermotogota демонстрируют грамотрицательное окрашивание, они ограничены одноединичной липидной мембраной, следовательно, являются монодермными бактериями. [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] Из-за способности некоторых видов Thermotogota выживать при высоких температурах они считаются привлекательными объектами для использования в промышленных процессах. [ 8 ] Метаболическая способность Thermotogota использовать различные сложные углеводы для производства газообразного водорода привела к тому, что эти виды стали упоминаться как возможный биотехнологический источник для производства энергии, альтернативной ископаемому топливу. [ 9 ]
Молекулярные подписи
[ редактировать ]До недавнего времени не было известно ни биохимических, ни молекулярных маркеров , позволяющих отличить виды из типа Thermotogota от всех других бактерий. [ 2 ] Однако недавнее сравнительное геномное исследование выявило большое количество консервативных сигнатурных инделей (CSI) в важных белках, которые специфичны либо для всех видов Thermotogota, либо для ряда их подгрупп. [ 3 ] [ 10 ] Многие из этих CSI в важных белках домашнего хозяйства, таких как Pol1 , RecA и TrpRS , а также в рибосомальных белках L4, L7/L12, S8, S9 и т. д., уникально присутствуют в различных секвенированных видах Thermotogota, обеспечивая новые молекулярные маркеры для этого типа. Эти исследования также определили CSI, специфичные для каждого отряда и каждой семьи. [ 11 ] Эти индели являются предпосылкой нынешней таксономической организации Thermotogota и полностью подтверждаются филогеномным анализом. [ 3 ] [ 10 ] Также были обнаружены дополнительные CSI, специфичные для Thermotoga , Pseudothermotoga , Fervidobacterium и Thermosipho . Эти CSI специфичны для всех видов внутри каждого соответствующего рода и отсутствуют у всех других бактерий, поэтому являются специфическими маркерами. [ 3 ] [ 10 ] Клада, состоящая из глубоковетвящихся видов Petrotoga mobilis , Kosmotoga olearia и Thermotogales бактерии mesG1, также поддерживалась семью CSI. [ 10 ] некоторых CSI, которые предоставили доказательства LGT среди Thermotogota и других групп прокариот. Кроме того, также сообщалось о [ 10 ] Недавно обнаруженные молекулярные маркеры предоставляют новые средства для идентификации и описания видов этого типа в молекулярных терминах, а также для будущего пересмотра его таксономии.
Кроме того, было идентифицировано, что вставка CSI из 51 а.к. специфична для всех Thermotogales , а также Aquiificales , другого отряда, включающего гипертермофильные виды. [ 12 ] Филогенетические исследования показали, что присутствие одного и того же CSI внутри этих двух неродственных групп бактерий не связано с латеральным переносом генов , скорее CSI, скорее всего, развился независимо в этих двух группах термофилов из-за давления отбора . [ 12 ] Вставка расположена на поверхности белка в АТФазном домене, рядом с местом связывания АДФ/АТФ. Молекулярно-динамическая стимуляция выявила сеть водородных связей, образующихся между молекулами воды, остатками внутри CSI и молекулой АДФ/АТФ. Считается, что эта сеть помогает поддерживать связывание ADP/ATP с белком SecA при высоких температурах, способствуя общему термостабильному фенотипу некоторых видов Thermotogales . [ 12 ]
Филогения
[ редактировать ]| на основе 16S рРНК ДП _12_2021 г. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] | 120 однокопийных маркерных белков на основе GTDB 08-RS214 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Таксономия
[ редактировать ]В настоящее время этот тип состоит из одного класса (Thermotogae), четырех отрядов ( Thermotogales , Kosmotogales , Petrotogales и Mesoaciditogales ) и пяти семейств (Thermatogaceae, Fervidobacteriaceae, Kosmotogaceae, Petrotogaceae и Mesoaciditogaceae). [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 10 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 11 ] Всего насчитывает 15 родов и 52 вида. [ 21 ] На деревьях 16S рРНК было обнаружено, что Thermotogota разветвляется с Aquiificota (другой тип, включающий гипертермофильные организмы) в непосредственной близости от точки ветвления архей и бактерий. [ 2 ] [ 4 ] Однако близкое родство Thermotogota с Aquiificota и глубокое разветвление последней группы видов не подтверждаются филогенетическими исследованиями, основанными на других последовательностях генов/белков. [ 3 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] а также с помощью консервативных сигнатурных инделей в нескольких высококонсервативных универсальных белках. [ 26 ] [ 27 ] Thermotogota также подвергались тщательному изучению на предмет их предположительно обильного латерального переноса генов с архейными организмами. [ 28 ] [ 29 ] Однако недавние исследования, основанные на более надежных методологиях, показывают, что частота LGT между Thermotogota и другими группами, включая Archaea, не так высока, как предполагалось в более ранних исследованиях. [ 30 ] [ 31 ] [ 10 ] [ 32 ]
Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN). [ 33 ] и Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) [ 34 ]
- Класс Thermotogae Рейзенбах 2002 г.
- Пол? Калдотога Сюэ и др. 1999 год
- Заказать Косметику Bhandari & Gupta 2014
- Семейство Космотоговые Бхандари и Гупта 2014 г.
- Род Kosmotoga DiPippo et al. 2009 [ Thermococcoides Feng et al. 2010 ]
- Род Mesotoga Nesbo et al. 2013 год
- Семейство Космотоговые Бхандари и Гупта 2014 г.
- Отряд Mesoaciditogales Itoh et al. 2015 год
- Семейство Mesoaciditogaceae Itoh et al. 2015 год
- Род Athalassotoga Itoh et al. 2015 год
- Род Mesoaciditoga Reysenbach et al. 2013 год
- Семейство Mesoaciditogaceae Itoh et al. 2015 год
- Заказать Petrotogales Bhandari & Gupta 2014
- Семейство Petrotogaceae Bhandari & Gupta 2014
- Племя "Marinitogeae" Пеллетье 2012 г.
- Род Marinitoga Wery et al. 2001 г.
- Племя "Petrotogeae" Пеллетье 2012 г.
- Род Defluviitoga Ben Hania et al. 2012 год
- Род Geotoga Davey et al. 1993 год
- Род Oceanotoga Jayasinghearachchi и Lal 2011.
- Род Petrotoga Davey et al. 1993 год
- Род Tepiditoga Mori et al. 2021 год
- Племя "Marinitogeae" Пеллетье 2012 г.
- Семейство Petrotogaceae Bhandari & Gupta 2014
- Заказать Thermotogales Reysenbach 2002 г.
- Семейство Fervidobacteriaceae Bhandari и Gupta 2014
- Род Fervidobacterium Patel et al. 1985 год
- Род Thermosiphon Huber et al. 1989 г., а не Кантор и др. 2013 год
- Семейство Thermotogaceae Reysenbach 2002 ["Pseudothermotogaceae" Паллен, Родригес-Р и Алихан 2022 ]
- Род Pseudothermotoga Bhandari & Gupta 2014.
- Пол? Термопаллий Дакворт и др. 1996 год
- Род Thermotoga Stetter и Huber 1986.
- Семейство Fervidobacteriaceae Bhandari и Gupta 2014
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 Хубер Р., Ханниг М. (2006). «Термотогалес». Прокариоты . Том. 7: Протеобактерии: подклассы Дельта и Эпсилон. Глубоко укореняющиеся бактерии. стр. 899–922. дои : 10.1007/0-387-30747-8_38 . ISBN 978-0-387-25497-5 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Гупта, Р.С. (2014) Тип Thermotogae. Прокариоты 989-1015. Шпрингер Берлин Гейдельберг.
- ^ Jump up to: а б с Рейзенбах, А.-Л. (2001) Тип BII. Термотоги phy. ноябрь В: Руководство Берджи по систематической бактериологии, стр. 369–387. Эдс Д. Р. Бун, Р. В. Кастенхольц. Шпрингер-Верлаг: Берлин.
- ^ Несбо КЛ; Кумарасвами Р.; Длутек М.; Дулитл В.Ф. и Фогт Дж. (2010). «В поисках мезофильных бактерий Thermotogales: «мезотогаз» в дикой природе» . Appl Environ Microbiol . 76 (14): 4896–4900. Бибкод : 2010ApEnM..76.4896N . дои : 10.1128/АЕМ.02846-09 . ПМК 2901743 . ПМИД 20495053 .
- ^ Гупта РС (1998). «Филогения белков и характерные последовательности: переоценка эволюционных взаимоотношений между архебактериями, эубактериями и эукариотами» . Микробиол Мол Биол Rev. 62 (4): 1435–1491. дои : 10.1128/MMBR.62.4.1435-1491.1998 . ПМК 98952 . ПМИД 9841678 .
- ^ Гупта РС (2011). «Происхождение дидермных (грамотрицательных) бактерий: давление отбора антибиотиков, а не эндосимбиоз, вероятно, привело к эволюции бактериальных клеток с двумя мембранами» . Антони ван Левенгук . 100 (2): 171–182. дои : 10.1007/s10482-011-9616-8 . ПМК 3133647 . ПМИД 21717204 .
- ^ Эриксен Н.Т.; Риис МЛ; Холм Н.К. и Иверсен Н. (2010). «Синтез H (2) из пентоз и биомассы у Thermotoga spp» (PDF) . Биотехнология Летт . 33 (2): 293–300. дои : 10.1007/s10529-010-0439-x . ПМИД 20960218 . S2CID 35392547 .
- ^ Коннерс С.Б.; Монгодин Э.Ф.; Джонсон М.Р.; Монтеро CI; Нельсон К.Е. и Келли Р.М. (2006). «Микробная биохимия, физиология и биотехнология гипертермофильных видов Thermotoga » . FEMS Микробиол Ред . 30 (6): 872–905. дои : 10.1111/j.1574-6976.2006.00039.x . PMID 17064285 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Гупта Р.С. и Бхандари В. (2011). «Филогения и молекулярные признаки типа Thermotogae и его подгрупп». Антони ван Левенгук . 100 (1): 1–34. дои : 10.1007/s10482-011-9576-z . ПМИД 21503713 . S2CID 24995263 .
- ^ Jump up to: а б Бхандари В., Гупта Р.С. (январь 2014 г.). «Молекулярные признаки типа (класса) Thermotogae и предложение о его разделении на три порядка, содержащие четыре семейства (Thermotogaceae, Fervidobacteriaceae fam. nov., Kosmotogaceae fam. nov.) и новый род Pseudothermotoga nov. Антони ван Левенгук . 105 (1): 143–168. дои : 10.1007/ s10482-013-0062-7 ПМИД 24166034 . S2CID 6547323 .
- ^ Jump up to: а б с Хадка, Биджендра; Персо, Диллон; Гупта, Рэдхи С. (29 декабря 2019 г.). «Новая особенность последовательности белка транслоказы SecA, уникальной для термофильных бактерий: биоинформатический анализ для изучения их потенциальной роли» . Микроорганизмы . 8 (1): 59. doi : 10.3390/microorganisms8010059 . ISSN 2076-2607 . ПМК 7023208 . ПМИД 31905784 .
- ^ «ЛТП» . Проверено 23 февраля 2021 г.
- ^ «Дерево LTP_all в формате Ньюика» . Проверено 23 февраля 2021 г.
- ^ «Примечания к выпуску LTP_12_2021» (PDF) . Проверено 23 февраля 2021 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.
- ^ Орен А., генеральный менеджер Гаррити (2015). «Список новых имен и новых комбинаций, ранее эффективно, но недействительно опубликованных» (PDF) . Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 65 (7): 2017–2025. дои : 10.1099/ijs.0.000317 . ПМИД 28056215 .
- ^ Ито Т., Ониси М., Като С., Иино Т., Сакамото М., Кудо Т., Такашина Т., Окума М. (декабрь 2015 г.). «Athalassotoga saccharophila gen. nov. sp. nov. выделена из кислых наземных горячих источников Японии и предложена в типе Thermotogae » Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 66 (2): 1045–1051. дои : 10.1099/ijsem.0.000833 . ПМИД 26651491 .
- ^ Юзеби Дж.П. Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре. http://www.bacterio.cict.fr/t/thermotogales [ постоянная мертвая ссылка ] .
- ^ Кленк ХП; Мейер Т.Д.; Дурович П.; и др. (1999). «РНК-полимераза Aquifexyrophilus : значение для эволюции бактериального оперона rpoBC и чрезвычайно термофильных бактерий». Джей Мол Эвол . 48 (5): 528–541. Бибкод : 1999JMolE..48..528K . дои : 10.1007/pl00006496 . ПМИД 10198119 . S2CID 224169 .
- ^ Гупта РС (2000). «Филогения протеобактерий: отношения с другими типами эубактерий и эукариотами» . FEMS Микробиол Ред . 24 (4): 367–402. дои : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00547.x . ПМИД 10978543 .
- ^ Сиссарелли Ф.Д.; Доркс Т.; фон Меринг К.; Криви Си Джей; Снел Б. и Борк П. (2006). «К автоматической реконструкции высокоразрешенного древа жизни». Наука . 311 (5765): 1283–1287. Бибкод : 2006Sci...311.1283C . CiteSeerX 10.1.1.381.9514 . дои : 10.1126/science.1123061 . ПМИД 16513982 . S2CID 1615592 .
- ^ Ди Джулио М. (2003). «Всемирный предок был термофилом или гипертермофилом: тесты и дополнительные доказательства». J Теория Биол . 221 (3): 425–436. Бибкод : 2003JThBi.221..425G . дои : 10.1006/jtbi.2003.3197 . ПМИД 12642117 .
- ^ Бхандари В., Наушад Х.С., Гупта Р.С. (2012). «Молекулярные маркеры на основе белков обеспечивают надежные средства для понимания филогении прокариот и поддерживают дарвиновский способ эволюции» . Передняя клетка заражает микробиол . 2 : 98. дои : 10.3389/fcimb.2012.00098 . ПМЦ 3417386 . ПМИД 22919687 .
- ^ Гриффитс Э. и Гупта Р.С. (2004). «Сигнатурные последовательности в различных белках свидетельствуют о поздней дивергенции отряда Aquiificales». Международная микробиология . 7 (1): 41–52. ПМИД 15179606 .
- ^ Нельсон К.Е.; Клейтон Р.; Джилл С.; и др. (1999). «Доказательства латерального переноса генов между архей и бактериями из последовательности генома Thermotoga maritima ». Природа . 399 (6734): 323–329. Бибкод : 1999Natur.399..323N . дои : 10.1038/20601 . ПМИД 10360571 . S2CID 4420157 .
- ^ Несбо КЛ; Л'Харидон С.; Стеттер КО и Дулиттл ВФ (2001). «Филогенетический анализ двух «архейных» генов Thermotoga maritima выявил множественный перенос между архей и бактериями» . Мол Биол Эвол . 18 (3): 362–375. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a003812 . ПМИД 11230537 .
- ^ Охман Х.; Лоуренс Дж. Г. и Гройсман Э. А. (2000). «Боковой перенос генов и природа бактериальных инноваций». Природа . 405 (6784): 299–304. Бибкод : 2000Natur.405..299O . дои : 10.1038/35012500 . ПМИД 10830951 . S2CID 85739173 .
- ^ Жахыбаева О.; Суитерс КС; Лапьер П.; и др. (2009). «О химерной природе, термофильном происхождении и филогенетическом размещении Thermotogales» . Proc Natl Acad Sci США . 106 (14): 5865–5870. Бибкод : 2009PNAS..106.5865Z . дои : 10.1073/pnas.0901260106 . ПМК 2667022 . ПМИД 19307556 .
- ^ Кунисава Т. (2011). «Вывод о филогенетическом положении типа Deferribacteres на основе сравнения порядка генов». Антони ван Левенгук . 99 (2): 417–422. дои : 10.1007/s10482-010-9492-7 . ПМИД 20706870 . S2CID 38697982 .
- ^ Ж. П. Эзеби. «Термотогота» . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 20 марта 2022 г.
- ^ Сэйерс; и др. «Термотоги» . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 20 марта 2022 г.