Ацидулипрофунд буней

Ацидулипрофунд буней
Трансмиссионные электронный микроскоп из А. boonei пузырьков из культуры (масштаб бар, 200 нм)
Научная классификация
Домен:	Археи
Королевство:	Euryarchaeota
Тип:	Euryarchaeota
Учебный класс:	DHVE2
Род:	Ацидулипрофунд
Разновидность:	А. буней
Биномиальное имя
Ацидулипрофунд буней (Рейзенбах и др., 2006)

Aciduliprofundum boonei - облигатная термоацидофильная архея, принадлежащая к типу Euryarchaeota . Изолированный из кислых гидротермальных сред , А. boonei является первым культивирует представитель биогеохимического значительной клайду из thermoacidophilic архебактерийизвестная как « глубоководных гидротермальных эвриархеоты 2 (DHVE2) ».

Морфология и физиология клеток [ править ]

A. boonei - облигатный термоацидофил, способный расти при pH 3,3-5,8 с оптимальной зоной 4,2-4,8. Было показано, что культуры растут при температуре 55–77 ° C, при этом наилучший рост происходит при 70 ° C с оптимальным содержанием NaCl 2,5–3,5% (мас . ^[1]

Морфологически archaeon был описан как pleiomorphic кокков с диаметром 0.6-1.0μm, то есть подвижен с помощью особы, проксимально ножен жгутика . А. boonei клетки окружены на плазматической мембране и один S-слоя , который структурно сравнима с таковой Picrophilus oshimae . Несмотря на распространенное мнение, что S-слои квазикристаллические, S-слой '' A. boonei '' демонстрирует видимую пластичность и способна изгибаться в небольшие сильно изогнутые структуры, напоминающие пузырьки . ^[2] Отойдя от клетки, эти сферические компоненты могут отделять небольшие количествацитоплазма и перемещаются внеклеточно, пока не соединятся с соседними клетками. Другие визуальные наблюдения, через просвечивающей электронной микроскопии , из A. boonei изобразили эти пузырьки , как почкованием от ячейки в цепях. У других бактерий и архей везикулы, подобные этим, образуются для удаления неправильно свернутых белков или токсинов в периоды стресса, для перемещения мРНК , межклеточной коммуникации и доставки факторов вирулентности . Биогеохимическое значение энергоемкого процесса бутонизации у этого вида еще предстоит определить .

Дальнейшие химические анализы показали его мембранные липиды , в основном состоят из глицерина dibiphytanyl глицерина tetraethers с 0-4 циклопентановыми кольцами. Эта биохимическая структура, вероятно, является отличительной чертой ацидофильных Crenarchaeota и Euryarchaeota, и была обнаружена у Ferroplasma и Thermoplasma , которые являются ближайшими культивируемыми родственниками A. boonei .

Окружающая среда и экология [ править ]

Идентификация термоацидофильных архей была ограничена глубоководными гидротермальными жерлами, которые населяют бентосную среду. В частности, A. boonei обнаружен в образцах, собранных с горизонтальных фланцев дымоходов, которые выступают из дна океана. Считается, что кондуктивное охлаждение и диффузия жидкостей конечных элементов создают идеальный микроник для оптимального выживания организма в такой суровой окружающей среде. Эти среды чрезвычайно ограничивают жизнь и требуют уникального метаболизма и поведения. Гидротермальные источники обычно горячие , ограничены кислородом , токсичны и редки., таким образом ограничивая колонизацию организмами, способными выживать в таких суровых условиях. Следовательно, организмы, встречающиеся в этой среде, обычно являются экстремофилами, такими как термофилы , ацидофилы , галофилы и барофилы / пьезофилы .

Уникальная гидротермальная среда богата метаболитами на основе серы и железа, которые используются различными литотрофными организмами в качестве доноров и акцепторов электронов . В результате местная среда допускает широкий спектр метаболических процессов, которые зависят от температурных и химических градиентов .

Метаболизм [ править ]

Как облигатный анаэроб , A. boonei для выживания требуются ограничительные аноксически редуцированные ниши. Он извлекает выгоду из непрерывной подачи неорганических акцепторов электронов, таких как элементарная сера , сульфат и трехвалентное железо . Подобные условия естественным образом образуются в системе жерл в результате геофизических и геохимических процессов, которые происходят под земной корой и внутри донных флюидов , затопляющих жерла .

Показано, что архея является облигатным гетеротрофом, который в первую очередь ферментирует пептиды, чтобы использовать энергию. Геномные исследования выявили наличие множества протеолитических и пептидолитических ферментов, которые участвуют в метаболизме пептидов . Кроме того, реконструкция генома выявила полный, но модифицированный путь Эмбдена-Мейерофа-Парнаса, который действует в глюконеогенном направлении.

Как строгий хемогетеротроф , A. boonei требует постоянного поступления пептидов для выполнения своих клеточных процессов. Исследования на основе культур показали, что археи могут расти только на триптиказном пептоне, казеине и дрожжевом экстракте. Рост этих сложных органических веществ показал образование малых органических кислот, таких как формиат и ацетат . Было показано, что для получения необходимых экзогенных пептидов A. boonei имеет мембрану, залитую пептидазами, и арсенал пермеаз, которые помогают разрушать внеклеточные компоненты и впоследствии транспортироватьих в ячейку для использования. Кроме того, цитоплазма переполнена пептидазами, которые продолжают метаболизм пептидов. Анализ генома показывает, что археи ауксотрофны по многим аминокислотам , что подтверждается неполными путями биосинтеза в его реконструированном геноме. Следовательно, некоторые пептиды и аминокислоты будут попадать в клетку для использования в качестве энергии, в то время как другие будут включены в клеточный аппарат.

Основываясь на экологических исследованиях систем глубоководных гидротермальных источников, считается, что бескислородная восстановленная среда, в которой процветает A. boonei , частично сформирована синергическими ассоциациями, которые организм имеет с другими членами сообщества его гидротермальных источников. Геномные исследования показали, что члены клады DHVE2 , в которую входит A. boonei , сосуществуют (пространственно) с другими термоацидофильными археями, которые используют различные источники углерода и / или энергии . ^[3]

Геном [ править ]

Трудности физического культивирования A. boonei привели к множеству геномных исследований, чтобы понять организм и других членов его клады. Количественная ПЦР использовалась для обнаружения последовательностей архей в образцах глубоководных источников во всем мире. ^[4] Анализ гена 16S рРНК позволил провести филогенетическую реконструкцию DHVE2 и других термофильных архей с глубоким ветвлением, часто встречающихся в гидротермальной среде. Были построены филогенетические деревья, чтобы наглядно продемонстрировать новизну группы DHVE2, а также A. boonei .

Проект генома из А. boonei штамма T469 привело к 31 каркасах в среднем около 47kbp (кило-пар оснований) в размерах, с G + C% содержанием 39%. Реконструкция собрала воедино карту генов, участвующих в формировании жгутиков, и показала, что новая организация организма напоминает обе преобладающие архитектуры генов жгутиков у архей; fla1 и fla2 . Новый третий паттерн организации жгутиков является чем-то вроде гибрида fla1 и fla2, но без нескольких важных компонентов. Это предполагает, что как редуктивная эволюция, так и горизонтальный перенос генов могли сыграть роль в приобретении генов жгутиков.

Открытие и изоляция [ править ]

Археона была впервые изолирована в образцах сульфидов, собранных во время дайвинг-экспедиций в Восточном центре распространения Лау , в рамках исследовательского проекта под руководством Анны-Луи Рейзенбах в 2006 году. , в конечном итоге он был изолирован в океанской среде в анаэробных и кислых условиях, что предотвратило рост Thermoplasma volcanium, который часто побеждает A. boonei . Позже организм был выделен в образцах с Восточно-Тихоокеанского поднятия и Срединно-Атлантического хребта .

Этимология [ править ]

Aciduliprofundum происходят от углекислого ( латинского ), немного кисло; и profundum (лат.), глубокий, за его ацидофильную природу и бентосную локализацию соответственно. Boonei (латинское) из Boone относится к Дэвиду Буну, который внес значительный вклад в изучение разнообразия архей .

См. Также [ править ]

• Археи
• Euryarchaeota
• Гидротермальный источник
• Глубоководный гидротермальный источник Euryarchaeota 2

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Типовой штамм Aciduliprofundum boonei в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию