Jump to content

Карелсулия Мюллери

(Перенаправлено с Sulcia muelleri )

« Кандидат Карелсулия Мюллери»
Научная классификация
Домен:
Тип:
Сорт:
Заказ:
Семья:
Род:
« Кандидат Карелсульсия»

исправление. Моран и др . 2005 г. [ 2 ] в Орене 2017 [ 3 ] [ 4 ]
Биномиальное имя
« Кандидат Карелсулия Мюллери»
Я поправил. Моран и др . 2005 г. [ 2 ]
Синонимы [ 4 ]

« Ca. Sulcia muelleri» Moran et al . 2005, номен. Нелегально.

Candidatus , muelleri аэробная грамотрицательная палочка . к принадлежащая типу Bacteroidota Karelsulcia [ 2 ] « Ca. K. muelleri» — это облигатный и мутуалистический симбиотический микроб, обычно занимающий специализированные клеточные отсеки насекомых, питающихся соком, называемые бактериоцитами . [ 2 ] В большинстве исследований, проведенных на " Ca. K. muelleri", подробно описаны его взаимоотношения с хозяином Homalodisca vitripennis . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Другие исследования документально подтвердили природу его проживания у других насекомых, таких как кукурузная цикадка ( Cicadulina ) или плевательница ( Cercopoidea ). [ 8 ] [ 9 ] « Ca. K. muelleri» известен своим исключительно минимальным геномом , и в настоящее время считается, что он имеет наименьший из известных секвенированных геномов Bacteroidota, составляющий всего 245 тысяч оснований. [ 8 ]

Открытие

[ редактировать ]

« Ca. K. muelleri» был классифицирован под микроскопом в 2005 году биологом-эволюционистом Нэнси А. Моран . [ 2 ] Эндосимбионт ) был обнаружен в рассеченном бактериоците плевательницы ( Calstopter arizonana . [ 2 ] Род Candidatus Sulcia назван в честь Витваржени Карела Шульца , моравского эмбриолога, который был одним из первых ученых, осознавших, что бактериом насекомых является органом, в котором обитают бактерии. [ 2 ] В 2017 году название было изменено на « Ca. Karelsulcia», чтобы избежать нарушения номенклатурного кода, поскольку Sulcia уже является родом пауков. [ 3 ] Вид, muelleri , был назван в честь Х. Дж. Мюллера (не путать с Германом Йозефом Мюллером ), который в 1960 году предположил, что существует параллельная эволюционная история между эндосимбионтами и избранной кладой насекомых-хозяев, известных как Auchenorryncha . [ 2 ] « Ca.K.muelleri » относится к отряду Flavobacteriales . В настоящее время он не отнесен к какому-либо таксономическому семейству. [ 10 ]

Морфология

[ редактировать ]

известно немного О морфологии Ca. K. muelleri .

« Ca. K. muelleri» представляет собой палочковидную бактерию длиной 5–7 мкм, диаметром 0,7 мкм и шириной 2–5 мкм. [ 8 ] Поскольку у « Ca. K. muelleri» отсутствует большинство генов, ответственных за деление клеток и синтез мембран, иногда наблюдается его удлинение до необычной длины - до 100 мкм в течение части своего жизненного цикла. [ 8 ]

Как и все другие флавобактерии , « Ca. K. muelleri» является грамотрицательным .

Филогения

[ редактировать ]

Было обнаружено, что филогения « Ca. K. muelleri» соответствует филогении клады Hemiptera , Auchenorryncha . [ 11 ] По оценкам, первая ассоциация между Ca. K. muelleri и Auchenorryncha произошла где-то между 260 и 280 миллионами лет назад. [ 11 ] Дальнейшие данные подтверждают идею о том, что « Ca. K. muelleri» эволюционировала совместно с другой симбиотической линией из таксономического класса Betaproteobacteria . [ 11 ] Результат этой совместной эволюции можно заметить по тому факту, что и « Ca. K. muelleri», и его хозяин оставляют производство кофактора и витаминов другому участнику симбиотических отношений. Хотя соседи « Ca. K. muelleri» не всегда относятся к классу Betaproteobacteria, современные анализы показали, что они часто принадлежат к классу Betaproteobacteria. [ 7 ] Предполагается, что предок бетапротеобактерий разделился на роды Zinderia , Nasuia и Vidania . [ 11 ]

В настоящее время существует девять уникальных штаммов Ca. K. muelleri, которые были идентифицированы с помощью полной последовательности генома. [ 10 ] Всех их можно найти здесь. [ 12 ]

« Candidatus Karelsulcia» и флавобактерии.

[ редактировать ]

Дерево ниже демонстрирует положение « Ca. K. muelleri» по отношению к некоторым другим представителям класса Flavobacteriia . Дерево было построено путем сравнения пептидных последовательностей десяти различных типов белков. В качестве белков использовали бета-субъединицу ДНК-полимеразы III , фактор инициации IF-2, лейцил-тРНК-синтетазу , бета-субъединицу фенилаланин-тРНК-лигазы , VARS , фактор элонгации Tu, бета-субъединицу РНК-полимеразы и рибосомальные белки L2. , S5 и S11. [ 8 ] В то время как « Ca. K. muelleri» обитает в теле хозяев Auchenorryncha , другие представители Flavobacteriia обитают в пресноводных водоемах и почвах. [ 13 ] Вывод в отношении длинного изолированного участка ветви « Ca.K. muelleri» заключается в том, что имела место высокая частота замен пар оснований , что привело к заметным генетическим различиям между « Ca.K. muelleri» и большинством других флавобактерий. . [ 8 ]

Филогения с использованием 120 бактериальных маркеров из известных геномов (см. GTDB ) относит бактерию к семейству Blattabacteriaceae . Используя 11 полных геномов приемлемого качества, база данных способна определить две группы на видовом уровне. [ 1 ]

Геномика

[ редактировать ]

" Ca.K.muelleri ". Штамм GWSS [ 14 ] Геном был полностью секвенирован в Институте генома Макдоннелла с использованием секвенирования красителем Illumina . [ 8 ] Геном представляет собой исключительно редуцированный геном , где генетический диапазон Ca. K. muelleri составляет лишь 10% от такового у Escherichia coli . [ 5 ] Он состоит из одной кольцевой хромосомы длиной 245 530 тысяч оснований . нет Ни плазмид, ни каких-либо других мобильных генетических элементов . [ 15 ] Геном содержит в общей сложности 263 гена: 227 генов белков, 36 генов РНК и один псевдоген . [ 15 ] Из 227 различных полипептидов 99 являются ферментами и еще 9 — транспортными белками . [ 15 ] Содержание GC составляет 22,4%. [ 15 ]

Отличительной особенностью генома Ca.K.muelleri является наличие трех уникальных последовательностей рРНК в положениях (486-504), (1001-1016), (1418-1431). Последствия этих уникальных последовательностей не определены. [ 2 ]

Уменьшенный геном

[ редактировать ]

Геном « Ca.K.muelleri » — это то, что ученые называют редуцированным геномом ; его классифицируют по очевидной эволюционной утрате многих якобы важных генов, связанных с такими процессами, как репарация ДНК , трансляция или клеточных мембран . биосинтез [ 8 ] Условия, необходимые для редукции генома , могут быть многогранными, однако они часто предполагают некоторую форму стабильности. [ 16 ] Возникновение редукции генома поднимает интересные вопросы о том, каковы минимальные требования для функционирования генома. В настоящее время ученые проверяют свои гипотезы по этому поводу, создавая собственные уменьшенные геномы. [ 17 ]

« Ca. K. muelleri» — симбионт группы насекомых, относящихся к подотряду Auchenorryncha . [ 6 ] Обычными хозяевами являются цикады , цикадки , цикадки , плевки и цикадки . [ 2 ] « Ca. K. muelleri» всегда обнаруживается совместно с хозяином другого бактериального эндосимбионта из типа Pseudomonadota . [ 8 ] Например, « Ca. K. muelleri» и « Candidatus Zinderia Insecticola » обитают в бактериоме некоторых видов плевательниц. [ 8 ]

Было обнаружено, что симбионты, связанные с насекомыми, имеют схожий набор особенностей. Все симбионты, по-видимому, обладают уменьшенным геномом, имеют высокое содержание GC и имеют более частую скорость замены пар оснований по сравнению с их свободноживущими предками. [ 8 ]

Благодаря симбиозу хозяева могут использовать метаболические пути, которые они не смогли бы использовать, если бы их эндосимбионты отсутствовали; Одним из подходящих примеров является способность насекомых, питающихся соком, выживать за счет относительно бедных питательными веществами источников пищи, например, ксилемы и флоэмы . [ 8 ]

Симбиоз со стеклокрылым снайпером

[ редактировать ]

Большая часть современных исследований природы симбиоза между Ca. K. muelleri и его хозяевами проведена на стеклокрылом снайпере . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] « Ca.K.muelleri » всегда обнаруживается внутри бактериоцита хозяина вместе по крайней мере с одним другим эндосимбионтом; Штамм GSWW « Ca. K. muelleri» обнаружен в составе стрелка со стекловидными крыльями вместе с гаммапротеобактерией Baumannia cicadellicola . [ 8 ] Геномный анализ выявил соответствующие метаболические роли друг друга членов этого симбиотического треугольника. [ 8 ] Стеклокрылый снайпер, питающийся ксилемой растений, снабжает двух эндосимбионтов простыми аминокислотами и источниками углерода. В свою очередь, « Ca.K.muelleri » использует основные материалы для синтеза сложных аминокислот, таких как гомосерин или L-треонин . [ 5 ] Сообщается, что Baumannia cicadellinicola обеспечивает большую часть кофакторов и витаминов для организма. [ 8 ]

Один оставшийся без ответа вопрос об этих симбиотических отношениях заключается в том, как эндосимбионты получают достаточное количество азота. Это предположение возникает из-за разбавленного и бедного питательными веществами ксилемы. [ 8 ] Хотя была выдвинута гипотеза об ассимиляции азота , геномный анализ показывает, что « Ca. K. muelleri» не способен выполнять эту функцию. [ 8 ]

Метаболический обмен

[ редактировать ]

Ниже приведена модель симбиотического метаболического обмена, основанная на метаболитах , которые используются « Ca.K.muelleri », и метаболитах, которые продуцируются « Ca.K.muelleri ». [ 5 ] Стеклокрылый снайпер отвечает главным образом за обеспечение Ca. K. muelleri питательными веществами и основными аминокислотами, полученными из ксилемы, которой он питается. « Ca.K.muelleri », в свою очередь, производит более сложные субстраты .

Продюсер: Ca.K.muelleri . Получено от ' Стеклянистокрылый снайпер '. Получено из Baumannia cicadellicola.
2-кетовалин цистеин Эритроза 4-фосфат
L-треонин L-серин Фосфоенолпировиноградная кислота
гомосерин L-аспартат Рибозо-5-фосфат
L-лизин Эритроза 4-фосфат октапренилдифосфат
LL-2,6-диаминогептандиоат Рибозо-5-фосфат щавелевоуксусная кислота

Биология и обмен веществ

[ редактировать ]

« Ca. K. muelleri» обнаруживается в бактериоцитах насекомых-хозяев. [ 2 ] Единственный случай, когда бактериальные клетки не обнаруживаются в отсеках бактериоцитов, — это когда они передаются вертикально от хозяина к потомству хозяина. [ 6 ]

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что Ca. K. muelleri использует аэробное дыхание . [ 8 ] АТФ синтезируется путем терминации, катализируемой цитохром-с-оксидазой . [ 8 ] Цитохром относится к типу cbb-3 . [ 8 ]

, питающегося соками . Подразумевается, что донором электронов для «Ca. K. muelleri» является некоторый источник углерода, полученный из рациона его хозяина [ 8 ] Некоторыми примерами являются глутамат , малат и глюкоза ; все они содержатся в соке ксилемы. [ 8 ]

Симбионт собирает восстанавливающую энергию в форме НАДН . [ 8 ]

Анализ " Ca. штамма GWSS сокращенного генома K. muelleri" позволяет предположить, что пропорциональное количество генов, сохранившихся в ходе его эволюции, отвечает за биосинтез аминокислот . 21,3% генов, кодирующих белки, предназначены для создания аминокислот , а еще 33% — для процессов, связанных с трансляцией . [ 8 ] « Ca.K.muelleri » обычно способен синтезировать 8 своих незаменимых аминокислот: лейцин , валин , треонин , изолейцин , лизин , аргинин , фенилаланин и триптофан . Некоторые штаммы Ca.K.muelleri не способны вырабатывать аминокислоту триптофан . [ 7 ] Две другие аминокислоты – метионин и гистидин – он получает либо от хозяина, либо от своего ко-симбионта. [ 8 ] Sulcia muelleri отвечает за выработку для своего хозяина двух сложных аминокислот: гомосерина и 2-кетовалина. [ 8 ] « Ca.K.muelleri » лишен полного набора аминоацил-тРНК-синтетаз ; Однако удивительно, что он обладает всеми генами, необходимыми для кодирования всех 20 аминокислот. [ 8 ]

Другие белки, которые производит Ca.K.muelleri , включают пару транспортных белков ; микроб создает белки-переносчики органических катионов , транспортеры, связанные с антибиотиками , и переносчики ионов тяжелых металлов. [ 8 ]

« Ca. K. muelleri» отмечен как содержащий только два гена, отвечающих за выработку кофактора или витамина; эти гены кодируют синтез менахинона . « Ca. K. muelleri» получает большую часть своих кофакторов или витаминов от своего косимбионта. [ 8 ]

« Ca.K.muelleri » имеет минимальный набор генов, отвечающих за ведение хозяйства ДНК . [ 8 ] Единственные гены, отвечающие за репарацию ДНК, — это гены mutL и mutS . [ 8 ]

  1. ^ Jump up to: а б «GTDB — Дерево в s__Sulcia muelleri» . gtdb.ecogenomic.org . Проверено 20 декабря 2022 г.
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Моран, Нэнси А.; Тран, Фат; Херардо, Николь М. (декабрь 2005 г.). «Симбиоз и разнообразие насекомых: древний симбионт насекомых, питающихся соком, из бактериального типа Bacteroidetes » . Прикладная и экологическая микробиология . 71 (12): 8802–8810. Бибкод : 2005ApEnM..71.8802M . дои : 10.1128/aem.71.12.8802-8810.2005 . ПМЦ   1317441 . ПМИД   16332876 .
  3. ^ Jump up to: а б Орен, Аарон; Гаррити, Джордж М.; Паркер, Чарльз Т.; Чувочина, Мария; Трухильо, Марта Э. (1 июля 2020 г.). «Списки названий прокариотических таксонов Candidatus» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (7): 3956–4042. дои : 10.1099/ijsem.0.003789 .
  4. ^ Jump up to: а б Орен А. (2017). « Список кандидатов № 0. Призыв к лингвистической точности - в том числе и для таксонов-кандидатов » . Int J Syst Evol Microbiol . 67 (4): 1085–1094. дои : 10.1099/ijsem.0.001715 . ПМИД   27926819 .
  5. ^ Jump up to: а б с д и Коттрет, Л; Милреу, ПВ; Акунья, В; Маркетти-Спаккамела, А; Стуги, Л; Чарльз, Х; Сагот, МФ (2 сентября 2010 г.). «Графический анализ метаболических обменов между двумя сосуществующими внутриклеточными симбионтами, Baumannia cicadellinicola и Sulcia muelleri , с их насекомым-хозяином, Homalodisca coagulata » . PLOS Вычислительная биология . 6 (9): e1000904. Бибкод : 2010PLSCB...6E0904C . дои : 10.1371/journal.pcbi.1000904 . ПМЦ   2936742 . ПМИД   20838465 .
  6. ^ Jump up to: а б с д Ву, Д; Догерти, Южная Каролина; Ван Акен, SE; Пай, GH; Уоткинс, КЛ; Хури, Х; Таллон, LJ; Заборский, Ю.М.; Данбар, HE; Тран, Польша; Моран, Северная Каролина; Эйзен, Дж. А. (июнь 2006 г.). «Метаболическая комплементарность и геномика двойного бактериального симбиоза снайперов» . ПЛОС Биология . 4 (6): е188. дои : 10.1371/journal.pbio.0040188 . ПМЦ   1472245 . ПМИД   16729848 .
  7. ^ Jump up to: а б с д Маккатчеон, JP; Моран, Н.А. (2010). «Функциональная конвергенция редуцированных геномов бактериальных симбионтов, охватывающих 200 млн лет эволюции» . Геномная биология и эволюция . 2 : 708–18. дои : 10.1093/gbe/evq055 . ПМЦ   2953269 . ПМИД   20829280 .
  8. ^ 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 х и С аа аб и объявление но из в Маккатчеон, JP; Моран, Н.А. (4 декабря 2007 г.). «Параллельная геномная эволюция и метаболическая взаимозависимость в древнем симбиозе» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (49): 19392–7. Бибкод : 2007PNAS..10419392M . дои : 10.1073/pnas.0708855104 . ПМК   2148300 . ПМИД   18048332 .
  9. ^ Чанг, Х.Х.; Чо, СТ; Канале, MC; Магфорд, Северная Каролина; Лопес, младший; Хогенхаут, ЮАР; Куо, Швейцария (29 января 2015 г.). «Полная последовательность генома Candidatus Sulcia muelleri» ML, обязательного пищевого симбионта кукурузной цикадки ( Dalbulus maidis . Геномные объявления . 3 (1): e01483–14. doi : 10.1128/genomeA.01483-14 . ПМЦ   4319508 . ПМИД   25635014 .
  10. ^ Jump up to: а б « Candidatus Karelsulcia muelleri, штамм GWSS» . Геном КЕГГ .
  11. ^ Jump up to: а б с д Беннетт, генеральный менеджер; Моран, Н.А. (2013). «Маленький, меньший, самый маленький: происхождение и эволюция древних двойных симбиозов у ​​насекомых, питающихся флоэмой» . Геномная биология и эволюция . 5 (9): 1675–88. дои : 10.1093/gbe/evt118 . ПМЦ   3787670 . ПМИД   23918810 .
  12. ^ «Результат поиска DBGET: ГЕНОМ Sulcia muelleri » .
  13. ^ Велкер, Томас; Шумейкер, Крейг; Ариас, Кодованга; Кельсиус, Филипп (28 февраля 2005 г.). «Передача и обнаружение столбчатых флавобактерий у канального сома, Ictalurus Punctatus» . Болезни водных организмов . 63 (2–3): 129–132. дои : 10.3354/dao063129 . ПМИД   15819428 .
  14. ^ « Кандидат Sulcia muelleri, штамм GWSS NC_010118 хромосом: 1 – 50 000» .
  15. ^ Jump up to: а б с д Субхравети, Паллави; Онг, Куанг; Холланд, Тим; Котари, Анамика; Ингрид, Кеселер; Каспи, Рон; Карп, Питер Д. «Краткое описание « Candidatus Sulcia muelleri», штамм GWSS, версия 19.0» . БиоЦик .
  16. ^ Маккатчеон, JP; Моран, Северная Каролина (8 ноября 2011 г.). «Чрезвычайная редукция генома симбиотических бактерий» . Обзоры природы. Микробиология . 10 (1): 13–26. дои : 10.1038/nrmicro2670 . ПМИД   22064560 . S2CID   7175976 .
  17. ^ Ли, Джун; Сун, Бонг; Ким, Ми; Блаттнер, Фредерик Р.; Юн, Бён; Ким, Юнг; Ким, Сан (2009). «Метаболическая инженерия штамма Escherichia coli с уменьшенным геномом для производства L-треонина» . Заводы по производству микробных клеток . 8 (1): 2. дои : 10.1186/1475-2859-8-2 . ПМЦ   2634754 . ПМИД   19128451 .
[ редактировать ]
  • KeggGenome — список всех секвенированных на данный момент штаммов Ca.K.muelleri .
  • Uniprot.Org — список некоторых секвенированных в настоящее время штаммов Ca. K. muelleri.
  • BioCyc.Org - Обзор полного и секвенированного генома Ca. K. muelleri, штамма GWSS.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c1ba93201f8ac5c8628d955381caf1f5__1701563820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c1/f5/c1ba93201f8ac5c8628d955381caf1f5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Karelsulcia muelleri - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)