Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Alphaproteobacteria
Wolbachia.png
Просвечивающая электронная микрофотография Wolbachia в клетке с насекомыми.
Предоставлено: Публичная научная библиотека / Скотт О'Нил.
Научная классификация е
Домен:Бактерии
Тип:Протеобактерии
Учебный класс:Alphaproteobacteria
Garrity et al . 2006 г.
Подклассы

Alphaproteobacteria это класс из бактерий в филы Proteobacteria (Смотри также бактериальная таксономия ). [17] Его члены очень разнообразны и имеют мало общего, но, тем не менее, имеют общего предка. Как и все Proteobacteria , его члены грамотрицательны, а некоторые из его внутриклеточных паразитарных членов не имеют пептидогликана и, следовательно, являются грамотрицательными. [17] [18]

Характеристики [ править ]

Alphaproteobacteria представляют собой разнообразный таксон и включают несколько фототрофных родов, несколько родов, метаболизирующих C1-соединения ( например , Methylobacterium spp. ), Симбионтов растений (например, Rhizobium spp. ), Эндосимбионтов членистоногих ( Wolbachia ) и внутриклеточных патогенов ( например, Rickettsia ). . Более того, этот класс включает (как вымерший член) протомитохондрию , бактерию, которая была поглощена эукариотическим предком и дала начало митохондриям , которые являются органеллами в эукариотических клетках (см. Эндосимбиотическую теорию.). [7] Технологический интерес представляет собой Rhizobium radiobacter (ранее Agrobacterium tumefaciens ): ученые часто используют этот вид для переноса чужеродной ДНК в геномы растений. [19] Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии , такие как Pelagibacter ubique , представляют собой широко распространенные альфа-протеобактерии, которые могут составлять более 10% микробного сообщества открытого океана.

Эволюция и геномика [ править ]

Существуют некоторые разногласия по филогении из заказов , особенно для расположения Pelagibacterales , но в целом есть определенный консенсус. Разногласия происходят из-за большой разницы в содержании генов ( например, оптимизация генома у Pelagibacter ubique ) и большой разницы в GC-богатстве [ жаргоне ] между членами нескольких отрядов. [7] В частности, Pelagibacterales , Rickettsiales и Holosporales содержат виды с геномами, богатыми AT. [ жаргон ] Утверждалось [кем? ],что это может быть случайконвергентной эволюции, которая приведет к искусственной кластеризации.[20][21][22] Однако некоторые исследования расходятся во мнениях.[7][23][24][25]

Более того, было обнаружено, что GC-содержание рибосомной РНК (традиционный филогенетический маркер прокариот) мало отражает GC-содержание генома. Одним из примеров этой нетипичной декорреляции содержания GC рибосом с филогенезом 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. [7]

Класс Alphaproteobacteria делится на три подкласса Magnetococcidae , Rickettsidae и Caulobacteridae . [7] базальная группа Magnetococcidae , которая состоит из большого разнообразия чувствительный к магнитному полю бактерий , но только один описан, Magnetococcus Marinus . [26] Rickettsidae состоит из внутриклеточных Rickettsiales и свободно живущих Pelagibacterales . Caulobacteridae состоит из Holosporales ,Rhodospirillales , Sphingomonadales , Rhodobacterales , Caulobacterales , Kiloniellales , Kordiimonadales , Parvularculales и Sneathiellales .

Сравнительный анализ секвенированных геномов также привел к открытию многих консервативных вставок-делеций (инсерций) в широко распространенных белках и целых белках (т.е. сигнатурных белках ), которые являются отличительными характеристиками либо всех Alphaproteobacteria , либо их различных основных порядков (а именно Rhizobiales , Rhodobacterales , Rhodospirillales , Rickettsiales , Sphingomonadales и Caulobacterales ) и семейств (а именно Rickettsiaceae , Anaplasmataceae , Rhodospirillaceae ,Acetobacteraceae , Bradyrhiozobiaceae , Brucellaceae и Bartonellaceae ).

Эти молекулярные сигнатуры предоставляют новые средства для ограничения этих таксономических групп и для идентификации / отнесения новых видов к этим группам. [27] Филогенетический анализ и консервативные индели в большом количестве других белков свидетельствуют о том, что Alphaproteobacteria разветвились позже, чем большинство других типов и классов бактерий, за исключением Betaproteobacteria и Gammaproteobacteria . [28] [29]

Филогения [ править ]

В настоящее время принятая таксономия основана на Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) [18] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI) [30], а филогения основана на выпуске 106 LTP на основе 16S рРНК, разработанном «The Проект "Живое дерево всех видов" [31]

 
 

? Aquaspirillum polymorphum ♠ (Уильямс и Риттенберг, 1957). Hylemon et al . 1973 г.

 
 

? Furvibacter ♠ Lee et al . 2007 г.

 
 

? Kopriimonas byunsanensis ♠ Kwon et al . 2005 г.

 
 

? Magnetococcus marinus Bazylinski et al . 2012 (в печати)

 
 

? Micavibrio aeruginosavorus ♠ Lambina и др . 1983 г.

 
 

? Polymorphum gilvum ♠ Цай 2010

 
 

? Reyranella massiliensis Pagnier и др . 2011 г.

 
 

? Рония тепидофила ♠

 
 

? Subaequorebacter tamlense ♠ Ли, 2006 г.

 
 

? Tuberoidobacter mutans ♠

 
 

? Vibrio Adaptatus Muir et al . 1990 г.

 
 

? Вибриоциклозиты Muir et al . 1990 г.

 
 

Родовибрио

 
 
 

Rhodospirillaceae 2

 
 
 
 

Тистрелла

 
 
 

Rhodospirillaceae 3

 
 
 

Rhodospirillaceae 4

 
 
 

Defluviicoccus vanus Maszenan et al. 2005 г.

 
 
 

Elioraea tepidiphila Albuquerque et al. 2008 г.

 
 

Acetobacteraceae

 
 
 
 
 
 
 
 

Rickettsiales [вкл. Митохондрия ]

 
 
 

Sneathiella

 
 
 

Sphingomonadaceae [вкл. Erythrobacteraceae , Caulobacter leidyi , Asticcacaulis ]

 
 
 
 

Салексигены родоталия (Drews, 1982), Imhoff et al . 1998 г.

 
 

Кордиимонас

 
 
 
 

Rhodospirillaceae 1 [вкл. Roseospirillum parvum , Kiloniella ламинарии , Terasakiella pusilla ]

 
 

Rhizobiales [вкл. Caulobacteraceae , Rhodobacteraceae , Parvularcula ]

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Примечания:
♠ Штаммы, обнаруженные в Национальном центре биотехнологической информации (NCBI), но не перечисленные в Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LSPN).

В настоящее время считается, что Aquaspirillum принадлежит к бетапротеобактериям . Более новое дерево, основанное на 16S и 23S рРНК (и других данных), предоставлено Ferla et al . (2013) следующим образом:

Схема филогении рибосомных РНК Alphaproteobacteria
  Magnetococcidae  

  Магнетококк маринус

 
 
  Caulobacteridae  
 

  Rhodospirillales , Sphingomonadales ,
  Rhodobacteraceae , Rhizobiales и др .

 
 

  Holosporales

 
 
  Риккетсиды  
  Pelagibacterales  
  Pelagibacteraceae  
 

  Пелагибактер

 
 
 

  Подгруппы Ib, II, IIIa, IIIb, IV и V

 
 
  Риккетсиалес  
 

  Прото-митохондрии

 
 
  Анаплазматические  
 
 
 

  Эрлихия

 
 

  Анаплазма

 
 
 

  Вольбахия

 
 
 

  Neorickettsia

 
 
 
  Midichloriaceae  
 

  Мидихлория

 
 
  Риккетсовые  
 

  Риккетсия

 
 

  Orientia

 
 
 
 
 
 
 
Кладограмма Rickettsidae была получена Ferla et al. [7] из сравнения последовательностей рибосомных РНК 16S + 23S .

Была опубликована обновленная филогения альфа-протеобактерий, в которой положение митохондрий еще не ясно. [32]

Естественная генетическая трансформация [ править ]

Хотя только несколько исследований сообщалось о природной генетической трансформации в Alphaproteobacteria , этот процесс был описан в Agrobacterium tumefaciens , [33] Methylobacterium organophilum , [34] и Bradyrhizobium japonicum . [35] Естественная генетическая трансформация - это половой процесс, включающий перенос ДНК от одной бактериальной клетки к другой через промежуточную среду и интеграцию донорной последовательности в геном реципиента путем гомологичной рекомбинации .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гроте - J, Thrash JC, Huggett MJ, Лэндри ZC, CARINI P, Giovannoni SJ, Раппе MS (2012). «Оптимизация и сохранение основного генома среди сильно расходящихся членов клады SAR11» . mBio . 3 (5): e00252-12. DOI : 10,1128 / mBio.00252-12 . PMC  3448164 . PMID  22991429 .
  2. ^ Breoghania на: NCBI таксономической Browser
  3. Перейти ↑ Hartmannibacter , on: NCBI Taxonomy Browser
  4. ^ Ла Скола В, Barrassi л, Raoult D (2004). «Новая альфа-Proteobacterium, Nordella oligomobilis gen. Nov., Sp. Nov., Выделенная с использованием совместных культур амеб». Исследования в области микробиологии . 155 (1): 47–51. DOI : 10.1016 / j.resmic.2003.09.012 .
  5. ^ Норделла , в: NCBI Taxonomy Browser]
  6. ^ Geminicoccus , на: Браузер таксономии NCBI
  7. ^ Б с д е е г ч я Ferla МП, Thrash JC, Giovannoni SJ, Patrick WM (2013). «Новые основанные на генах рРНК филогении Alphaproteobacteria дают представление об основных группах, митохондриальном происхождении и филогенетической нестабильности» . PLOS One . 8 (12): e83383. DOI : 10.1371 / journal.pone.0083383 . PMC 3859672 . PMID 24349502 .  
  8. ^ Reyranella на: NCBI таксономической Browser
  9. ^ Elioraea tepidiphila (ВИД) , на: UniProt Taxonomy
  10. ^ Elioraea tepidiphila , на: NCBI Taxonomy Broeser
  11. ^ Eilatimonas на: NCBI таксономической Browser
  12. ^ Rhizomicrobium , на: Браузер таксономии NCBI
  13. ^ Subaequorebacter , на: Обозреватель таксономии NCBI
  14. ^ Роза, AH; Буря, DW; Моррис, Дж. Г. (1983). Успехи микробной физиологии . 24 . Академическая пресса . п. 111. ISBN 0-12-027724-7.
  15. ^ Tuberoidobacter , на: Таксономия IniProt
  16. ^ Tuberoidobacter , на: Обозреватель таксономии NCBI
  17. ^ a b Бреннер, Дон Дж .; Krieg, Noel R .; Стейли, Джеймс Т. (26 июля 2005 г.) [1984 (Уильямс и Уилкинс)]. Джордж М. Гаррити (ред.). Протеобактерии . Руководство Берджи по систематической бактериологии. 2С (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 1388. ISBN 978-0-387-24145-6. Британская библиотека № GBA561951.
  18. ^ а б Дж. П. Эйзеби. «Альфопротеобактерии» . Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN). Архивировано из оригинала на 2013-01-27 . Проверено 17 ноября 2011 .
  19. ^ Чилтон MD, Драммонд MH, Мерио DJ, Sciaky D, Монтойя AL, Гордон MP, Нестер EW (1977). «Стабильное включение плазмидной ДНК в клетки высших растений: молекулярная основа туморогенеза краун-галла». Cell . 11 (2): 263–71. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (77) 90043-5 . PMID 890735 . 
  20. ^ Родригеса-Ezpeleta N, Embley TM (2012). «Группа альфа-протеобактерий SAR11 не связана с происхождением митохондрий» . PLOS ONE . 7 (1): e30520. DOI : 10.1371 / journal.pone.0030520 . PMC 3264578 . PMID 22291975 .  
  21. ^ Viklund J, Ettema TJ, Andersson SG (февраль 2012). «Независимая редукция генома и филогенетическая переклассификация океанической клады SAR11» . Mol Biol Evol . 29 (2): 599–615. DOI : 10.1093 / molbev / msr203 . PMID 21900598 . 
  22. ^ Viklund Дж, Мартейн Дж, Ettema TJ, Андерссон С.Г. (2013). «Сравнительное и филогеномное свидетельство того, что альфа-протеобактерия HIMB59 не является членом океанической клады SAR11» . PLOS ONE . 8 (11): e78858. DOI : 10.1371 / journal.pone.0078858 . PMC 3815206 . PMID 24223857 .  
  23. ^ Georgiades K, Madoui MA, Le P, Роберт C, Raoult D (2011). «Филогеномный анализ Odyssella thessalonicensis подтверждает общее происхождение митохондрий Rickettsiales, Pelagibacter ubique и Reclimonas americana» . PLOS ONE . 6 (9): e24857. DOI : 10.1371 / journal.pone.0024857 . PMC 3177885 . PMID 21957463 .  
  24. ↑ Thrash JC, Boyd A, Huggett MJ, Grote J, Carini P, Yoder RJ, Robbertse B, Spatafora JW, Rappé MS, Giovannoni SJ (2011). «Филогеномное свидетельство общего предка митохондрий и клады SAR11» . Sci Rep . 1 : 13. DOI : 10.1038 / srep00013 . PMC 3216501 . PMID 22355532 .  
  25. ^ Williams KP, Собрал BW, Dickerman AW (июль 2007). «Надежное дерево видов для альфа-протеобактерий» . Журнал бактериологии . 189 (13): 4578–86. DOI : 10.1128 / JB.00269-07 . PMC 1913456 . PMID 17483224 .  
  26. ^ Bazylinski DA, Williams TJ, Лефевр CT, Berg RJ, Чжан CL, Баузер СС, декан AJ, Бевериджа TJ (2012). «Magnetococcus marinus gen. Nov., Sp. Nov., Морская магнитотаксическая бактерия, которая представляет новую ветвь ( Magnetococcaceae fam. Nov .; Magnetococcales ord. Nov.), Лежащую в основе Alphaproteobacteria ». Int J Syst Evol Microbiol . 63 : 801–808. DOI : 10.1099 / ijs.0.038927-0 . PMID 22581902 . 
  27. Перейти ↑ Gupta RS (2005). «Белковые сигнатуры, характерные для Alphaproteobacteria и ее подгрупп, и модель эволюции альфа-протеобактерий». Crit Rev Microbiol . 31 (2): 135. DOI : 10,1080 / 10408410590922393 . PMID 15986834 . 
  28. Перейти ↑ Gupta RS (2000). «Филогения протеобактерий: отношения к другим типам эубактерий и эукариотам» . FEMS Microbiol. Ред . 24 (4): 367–402. DOI : 10.1111 / j.1574-6976.2000.tb00547.x . PMID 10978543 . 
  29. ^ Гупта RS; Sneath PHA (2007). «Применение подхода совместимости символов к обобщенным данным молекулярной последовательности: порядок ветвления протеобактериальных подразделений». J. Mol. Evol . 64 (1): 90–100. DOI : 10.1007 / s00239-006-0082-2 . PMID 17160641 . 
  30. ^ Сэйерс; и другие. «Альфопротеобактерии» . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 5 июня 2011 .
  31. ^ Проект «Живое дерево всех видов» . «Выпуск 106 LTP на основе 16S рРНК (полное дерево)» (PDF) . Silva Полная база данных рибосомных РНК . Проверено 17 ноября 2011 .
  32. ^ Роджер, Эндрю Дж .; Муньос-Гомес, Серджио А .; Камикава, Рёма (01.11.2017). «Происхождение и разнообразие митохондрий» . Текущая биология . 27 (21): R1177 – R1192. DOI : 10.1016 / j.cub.2017.09.015 . ISSN 0960-9822 . 
  33. ^ Demanèche S, Кей Е, Gourbière Р, Р Симонет (2001). «Естественная трансформация Pseudomonas fluorescens и Agrobacterium tumefaciens в почве» . Appl. Environ. Microbiol . 67 (6): 2617–21. DOI : 10,1128 / AEM.67.6.2617-2621.2001 . PMC 92915 . PMID 11375171 .  
  34. ^ O'Connor M, Wopat A, Hanson RS (1977). «Генетическая трансформация в Methylobacterium organophilum » . J. Gen. Microbiol . 98 (1): 265–72. DOI : 10.1099 / 00221287-98-1-265 . PMID 401866 . 
  35. ^ Райна JL, Моди В. В. (1972). «Связывание и трансформация дезоксирибонуклеата в Rhizobium jpaonicum » . J. Bacteriol . 111 (2): 356–60. PMC 251290 . PMID 4538250 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Alphaproteobacteria в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • Веб-страница бактериальной (прокариотической) филогении: Alpha Proteobacteria.