Эпулониписциум
| « Кандидат Эпулописциум». | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | « Кандидат Эпулописциум». исправление. Монтгомери и Поллак, 1988 г. |
| Биномиальное имя | |
| « Кандидат Epulopiscium fishelsonii » исправление. Монтгомери и Поллак, 1988 г. | |
| Тип штамма | |
| УСНМ 40601 | |
| Синонимы | |
| |
Candidatus Epulopiscium — род грамположительных бактерий , находящихся в симбиотических отношениях с рыбами-хирургами . Эти бактерии известны своими необычайно большими размерами, многие из них имеют длину от 0,2 до 0,7 мм (200–700 мкм). До открытия Thiomargarita namibiensis в 1999 году виды Epulonipiscium считались самыми крупными бактериями. [1] [2] Они по-прежнему остаются крупнейшими известными гетеротрофными бактериями.
Помимо большого размера, Epulonipiscium , обычно называемый «эпулос», морфологически разнообразен и чрезвычайно полиплоиден . [3] Эпулос также обладает уникальными репродуктивными стратегиями, при которых определенные клетки могут образовывать внутриклеточное потомство, аналогично микробному споруляции; кроме того, в некоторых морфологиях эпуло наблюдается спорообразование .
Хотя бактерии не были успешно выращены в лаборатории, ученые смогли лучше понять Epulonipiscium посредством микроскопического, филогенетического и геномного анализа.
Именование и открытие
[ редактировать ]Epulonipiscium означает «гость на рыбном банкете» на латыни от epulo («гость на пиру» или «гость на банкете») и piscium («рыбный»), [4] поскольку организм был обнаружен в кишечнике морской рыбы-хирурга. Epulonipiscium Клетки первоначально были классифицированы как протисты на основании их большого размера и необычной ультраструктуры.
Первоначально популяции Epulonipiscium считались одним видом, и дали им название Epulopiscium fishelsoni в 1988 году Монтгомери (один из соавторов) и Поллак . Эпитет fishelsoni польского происхождения. в честь Льва Фишельсона, израильского ихтиолога [5] [6] который был частью группы, сделавшей это открытие во время изучения кишечника из коричневой рыбы-хирурга Красного моря в 1985 году. [7]
Однако позже , что Epulopiscium fishelsoni включает две филогенетически различные группы бактерий. показали рРНК Ангерт и его коллеги с помощью сравнения последовательностей генов [1] Последующие исследования проиллюстрировали связь между этими симбионтами и рыбой-хирургом-хозяином.
Физиология
[ редактировать ]Самые крупные клетки Epulonipiscium можно увидеть невооруженным глазом. Однако из-за своего размера клетки Epulonipiscium должны компенсировать небольшое соотношение поверхности к объему по сравнению с другими бактериями. Отличительной особенностью является клеточная мембрана, которая содержит множество складок для увеличения эффективной площади поверхности.
Кроме того, клетки Epulonipiscium чрезвычайно полиплоидны: особи содержат сотни тысяч копий генома. Поскольку бактерии полагаются на диффузию, а не на цитоскелетный транспорт, как у эукариот, такая крайняя полиплоидия позволяет производить генные продукты во многих местах клетки для производства биомолекул там, где они необходимы.
Воспроизведение
[ редактировать ]
Самые крупные морфологии Epulonipiscium демонстрируют уникальное живородящее размножение. Эта необычная и производная форма споруляции производит от одной до двенадцати дочерних клеток, которые растут внутри родительской клетки, пока родительская клетка в конечном итоге не лизируется и не умирает. [9] [10] Эти клетки, похоже, не используют бинарное деление для размножения. Некоторые морфологии используют образование эндоспор для размножения. [11] Однако есть некоторые более мелкие морфологии, которые размножаются посредством бинарного деления и образования спор.
Хотя споруляция широко распространена среди других бактерий (таких как Bacillus subtilis и виды Clostridium ) типа Bacillota , образование спор обычно происходит в результате скученности, накопления токсинов в окружающей среде или голодания, а не стандартной формы размножения. Производство множественных эндоспор наблюдалось и у других крупных кишечных симбионтов, таких как Metabacterium polyspora , которые филогенетически связаны с Epulonipiscium . [2] Поскольку споруляция обеспечивает бактериям гораздо большую защиту от внешней среды, чем бинарное деление, считается, что эволюция этого необычного жизненного цикла может способствовать передаче бактерий от одного хозяина к другому.
Симбиоз
[ редактировать ]Epulonipiscium Предполагается, что виды и их хозяева-рыбы-хирурги имеют питательные симбиотические отношения: виды Epulonipiscium были обнаружены только у рыб-хирургов, которые питаются водорослями и детритом. Предполагается, что виды Epulonipiscium способствуют пищеварению рыбы. [12] Однако ученым не удалось культивировать Epulonipiscium за пределами его естественной среды обитания.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ангерт Э.Р., Клементс К.Д., Пейс Н.Р. (март 1993 г.). «Самая большая бактерия». Природа . 362 (6417): 239–241. Бибкод : 1993Natur.362..239A . дои : 10.1038/362239a0 . ПМИД 8459849 . S2CID 4242187 .
- ^ Jump up to: а б Ангерт Э.Р., Брукс А.Е., Пейс Н.Р. (март 1996 г.). «Филогенетический анализ Metabacterium polyspora: ключ к разгадке эволюционного происхождения производства дочерних клеток у видов Epulopiscium, крупнейших бактерий» . Журнал бактериологии . 178 (5): 1451–1456. дои : 10.1128/jb.178.5.1451-1456.1996 . ПМК 177821 . ПМИД 8631724 .
- ^ Хатчисон Э., Ягер Н.А., Тау М.Н., Тейлор М., Арройо Ф., Саннино Д.Р., Ангерт Э.Р. (январь 2018 г.). «Стадия развития влияет на структуру и расположение хромосом у чрезвычайно полиплоидной гигантской бактерии Epulopiscium sp. типа B» . Молекулярная микробиология . 107 (1): 68–80. дои : 10.1111/mmi.13860 . ПМИД 29024073 .
- ^ Прескотт Л.М., Шервуд Л.М., Вулвертон С.Дж. (2006). «Структура и функции прокариотической клетки» (PDF) . Микробиология . п. 43.
- ^ Горен М (2013). «Профессор Лев Фишельсон, известный и уважаемый биолог 1923-2013 гг.». Израильский журнал экологии и эволюции . 59 (3): 164. дои : 10.1080/15659801.2013.899808 .
- ^ «Почетный профессор Лев Фишельсон» . Кафедра зоологии факультета наук о жизни . Тель-Авивский университет.
- ^ Фишельсон, Лев; Монтгомери, В. Линн; Мирберг, Артур А. (июль 1985 г.). «Уникальный симбиоз в кишечнике тропических травоядных рыб-хирургов (acanthuridae: teleostei) из Красного моря». Наука . 229 (4708): 49–51. Бибкод : 1985Sci...229...49F . дои : 10.1126/science.229.4708.49 . ПМИД 17795131 .
- ^ Менделл Дж. Э., Клементс К. Д., Чоат Дж. Х., Ангерт Э. Р. (май 2008 г.). «Чрезвычайная полиплоидия у крупной бактерии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (18): 6730–6734. дои : 10.1073/pnas.0707522105 . ПМЦ 2373351 . ПМИД 18445653 .
- ^ Ангерт Э.Р., Клементс К.Д. (февраль 2004 г.). «Инициация внутриклеточного потомства у Epulopiscium». Молекулярная микробиология . 51 (3): 827–835. дои : 10.1046/j.1365-2958.2003.03869.x . ПМИД 14731282 . S2CID 19426788 .
- ^ «Бинарное деление и другие формы размножения бактерий: внутриклеточное производство потомства некоторыми фирмикутами» . Сайт Эпулописциума . Корнеллский факультет микробиологии.
- ^ Ангерт Э.Р. (март 2005 г.). «Альтернативы бинарному делению бактерий». Обзоры природы. Микробиология . 3 (3): 214–224. дои : 10.1038/nrmicro1096 . ПМИД 15738949 . S2CID 8295873 .
- ^ Поллак П.Е., Монтгомери В.Л. (1 августа 1994 г.). «Гигантская бактерия ( Epulopiscium fishelsoni ) влияет на активность пищеварительных ферментов травоядной рыбы-хирурга ( Acanthurus nigrofuscus )». Сравнительная биохимия и физиология. Часть А: Физиология . 108 (4): 657–662. дои : 10.1016/0300-9629(94)90352-2 . ISSN 0300-9629 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Флинт Дж. Ф., Држимальски Д., Монтгомери В.Л., Саутэм Дж., Ангерт Э.Р. (ноябрь 2005 г.). «Ночное производство эндоспор в природных популяциях эпулописциум-подобных симбионтов рыб-хирургов» . Журнал бактериологии . 187 (21): 7460–7470. дои : 10.1128/JB.187.21.7460-7470.2005 . ПМК 1272977 . ПМИД 16237029 .
- Робинов С., Ангерт Э.Р. (октябрь 1998 г.). «Нуклеоиды и покрытые оболочкой везикулы видов Epulopiscium». Архив микробиологии . 170 (4): 227–235. дои : 10.1007/s002030050637 . ПМИД 9732436 . S2CID 6170628 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Виды Epulonipiscium и родственные им симбионты рыб-хирургов , факультет микробиологии Корнельского университета. (По состоянию на май 2014 г.)
- «Исследователи изучают бактерии, достаточно большие, чтобы их можно было увидеть – Шакил О'Нил среди бактерий» . Физорг.com. 07.05.2008 . Проверено 10 мая 2008 г.