Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Bacteroidetes
Bacteroides biacutis
Bacteroides biacutis
Научная классификация е
Домен:Бактерии
(без рейтинга):Группа FCB
(без рейтинга):Группа Bacteroidetes-Chlorobi
Тип:Bacteroidetes
Krieg et al. 2012 г.
Классы
Синонимы
  • Bacteroidaeota Oren et al. 2015 г.
  • Rhodothermaeota Munoz, Росселло-Мора и Аманн, 2016 г.
  • Сапроспиры

Фила Bacteroidetes состоит из трех больших классов грамотрицательных , nonsporeforming, анаэробные или аэробные и палочковидные бактерии , которые широко распространены в окружающей среде, в том числе в почве, донных отложений и морской воды, а также в кишках и на коже животных.

Хотя некоторые виды Bacteroides spp. могут быть условно-патогенными микроорганизмами , многие Bacteroidetes представляют собой симбиотические виды, хорошо приспособленные к работе желудочно-кишечного тракта. Bacteroides весьма распространены в кишечнике, достигая до 10 11 клеток г -1 кишечного материала. Они осуществляют метаболические преобразования, важные для хозяина, такие как расщепление белков или сложных полимеров сахаров. Бактероиды колонизируют желудочно-кишечный тракт уже у младенцев, поскольку неперевариваемые олигосахариды в материнском молоке поддерживают рост как Bacteroides, так и Bifidobacterium spp . Bacteroides spp. , избирательно распознается иммунной системой хозяина посредством специфических взаимодействий. [1]

История [ править ]

Bacteroides fragilis был первымвидом Bacteroides, выделенным в 1898 году как патоген человека, связанный с аппендицитом среди других клинических случаев. [1] На сегодняшний деньнаиболее хорошо изучены бактерии класса Bacteroidia , включая род Bacteroides (многочисленный организм в фекалиях теплокровных животных, включая людей) и Porphyromonas , группу организмов, населяющих ротовую полость человека. полость . Класс Bacteroidia раньше назывался Bacteroidetes; поскольку до недавнего времени это был единственный класс в филуме, название было изменено в четвертом томе Руководства Берджи по систематической бактериологии.. [2]

Долгое время считалось, что большинство грамотрицательных бактерий желудочно-кишечного тракта принадлежит к роду Bacteroides , но в последние годы многие Bacteroides spp. подверглась реклассификации. Согласно современной классификации, большинство желудочно-кишечных бактерий Bacteroidetes spp. принадлежит к семействам Bacteroidaceae , Prevotellaceae , Rikenellaceae и Porphyromonadaceae .  [1] Этот тип иногда объединяют с Chlorobi , Fibrobacteres , Gemmatimonadates , Caldithrix и морской группой A.чтобы сформировать группу FCB или суперфилум. [3] В альтернативной системе классификации, предложенной Кавалье-Смитом , этот таксон является классом типа Sphingobacteria .

Медицинская и экологическая роль [ править ]

В микробиоте желудочно-кишечного тракта Bacteroidetes обладают очень широким метаболическим потенциалом и считаются одной из наиболее стабильных частей микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Снижение численности Bacteroidetes в некоторых случаях связано с ожирением . Эта группа бактерий, по-видимому, больше у пациентов, страдающих синдромом раздраженного кишечника [4] и страдающих диабетом 1 и 2 типа . [1] Bacteroides spp . в отличие от Prevotella spp.. недавно было обнаружено, что они обогащены метагеномами субъектов с низким генетическим богатством, которые были связаны с ожирением, инсулинорезистентностью и дислипидемией, а также с воспалительным фенотипом. Виды Bacteroidetes , принадлежащие к классам Flavobacteriales и Sphingobacteriales, являются типичными почвенными бактериями и могут лишь изредка обнаруживаться в желудочно-кишечном тракте, за исключением Capnocytophaga spp. и Sphingobacterium spp. которые могут быть обнаружены в полости рта человека. [1]

Бактероиды не ограничиваются кишечной микробиотой, они колонизируют множество мест обитания на Земле. [5] Например, Bacteroidetes вместе с Proteobacteria , Firmicutes и Actinobacteria также входят в число наиболее распространенных групп бактерий в ризосфере . [6] Они были обнаружены в образцах почвы из различных мест, включая возделываемые поля, тепличные почвы и неиспользуемые территории. [5] Bacteroidetes также населяют пресноводные озера, реки и океаны. Они все чаще признаются в качестве важного компонента бактериопланктона в морской среде, особенно впелагические океаны . [5] Галофильные Bacteroidetes рода Salinibacter населяют гиперсоленую среду, такую ​​как насыщенные солью рассолы в гиперсоленых озерах. Salinibacter   имеет много общих свойств с галофильными археями, такими как Halobacterium и Haloquadratum, которые обитают в той же среде. Фенотипически Salinibacter очень похож на Halobacterium и поэтому долгое время оставался неидентифицированным. [7]

Метаболизм [ править ]

Виды желудочно-кишечных бактерий Bacteroidetes в качестве основных конечных продуктов продуцируют янтарную кислоту , уксусную кислоту и в некоторых случаях пропионовую кислоту . Виды , принадлежащие к родам Alistipes , Bacteroides , Parabacteroides , Prevotella , Paraprevotella , Alloprevotella , Barnesiella и Tannerella являются сахаролитическими, в то время как виды , принадлежащих к Odoribacter и Porphyromonas преимущественно asaccharolytic. Некоторые виды Bacteroides spp. и Prevotella spp.может разлагать сложные полисахариды растений, такие как крахмал , целлюлоза , ксиланы и пектины . В Bacteroidetes виды также играют важную роль в белковом обмене протеолитической активностью присвоенного к протеаз , связанных с клеткой. Некоторые виды Bacteroides spp. могут использовать мочевину в качестве источника азота. Другие важные функции Bacteroides spp. включают деконъюгацию желчных кислот и рост слизи . [1] Многие представители родов Bacteroidetes ( Flexibacter ,Cytophaga , Sporocytophaga и родственники) окрашены от желто-оранжевого до розово-красного цвета из-за присутствия пигментов группы флексирубина . В некоторыхштаммах Bacteroidetes флексирубины могут присутствовать вместе с каротиноидными пигментами. Каротиноидные пигменты обычно обнаруживаются у морских и галофильных представителей этой группы, тогда как пигменты флексирубина чаще встречаются у клинических, пресноводных или колонизирующих почву представителей. [8]

Геномика [ править ]

Сравнительный геномный анализ привел к идентификации 27 белков, которые присутствуют у большинства видов типа Bacteroidetes. Из них один белок обнаружен во всех секвенированных видах Bacteroidetes, в то время как два других белка обнаружены во всех секвенированных видах, за исключением белков из рода Bacteroides . Отсутствие этих двух белков в этом роде, вероятно, связано с селективной потерей генов. [3] Кроме того, были идентифицированы четыре белка, которые присутствуют во всех видах Bacteroidetes, кроме Cytophaga hutchinsonii ; это снова вероятно из-за селективной потери гена. Было идентифицировано еще восемь белков, которые присутствуют во всех секвенированных геномах Bacteroidetes, кроме Salinibacter ruber.. Отсутствие этих белков может быть связано с селективной потерей генов или из-за того, что S. ruber очень глубоко разветвляется, гены этих белков могли развиться после дивергенции S. ruber . Законсервировано INDEL подписи также было определенно; эта делеция из трех аминокислот в шапероне ClpB присутствует у всех видов типа Bacteroidetes, кроме S. ruber . Эта делеция также обнаружена у одного вида Chlorobi и одного вида Archaeum , что, вероятно, связано с горизонтальным переносом генов . Эти 27 белков и делеция из трех аминокислот служат молекулярными маркерами Bacteroidetes. [3]

Родство типов Bacteroidetes, Chlorobi и Fibrobacteres [ править ]

Виды типов Bacteroidetes и Chlorobi очень тесно разветвляются на филогенетических деревьях, что указывает на близкое родство. С помощью сравнительного геномного анализа были идентифицированы три белка, которые являются уникальными для практически всех представителей Bacteroidetes и Chlorobi phyla. [3] Совместное использование этих трех белков важно, потому что, кроме них, ни один из белков Bacteroidetes или Chlorobiphyla не является общим для каких-либо других групп бактерий. Также было идентифицировано несколько сохранившихся инделей сигнатур, которые однозначно являются общими для членов филы. Наличие этих молекулярных сигнатур подтверждает их тесную связь. [3] [9] Кроме того, тип Fibrobacteresуказывается, что он конкретно связан с этими двумя типами. Клада, состоящая из этих трех типов, убедительно подтверждается филогенетическим анализом, основанным на ряде различных белков [9]. Эти типы также разветвляются в одном и том же положении на основе консервативных сигнатурных инделей в ряде важных белков. [10] И, наконец, что наиболее важно, две консервативные индели сигнатуры (в белке RpoC и в серингидроксиметилтрансферазе).) и один сигнатурный белок PG00081, которые являются уникальными общими для всех видов этих трех типов. Все эти результаты предоставляют убедительные доказательства того, что виды из этих трех типов имели общего предка, за исключением всех других бактерий, и было предложено, чтобы все они были признаны частью единого супертипа «FCB». [3] [9]

Филогения [ править ]

Филогения основана на выпуске 123 LTP на основе 16S рРНК, разработанном проектом «All-Species Living Tree» . [11]

 
Rhodothermaeota

Rhodothermaceae

 
Bacteroidaeota
 

Бальнеоловые

 
 
Цитофагалы
 

« Hymenobacteraceae »

 
 
 
 

" Thermonemataceae "

 
 
 

" Persicobacteraceae "

 
 

Flammeovirgaceae 1

 
 
 
 
 

Cytophagaceae 2 [вкл. Группа видов Flexibacter 3]

 
 
 

Flammeovirgaceae 2 [вкл. Ekhidna lutea ]

 
 
 

Flammeovirgaceae 3

 
 
 

Flammeovirgaceae 4 [Catalimonadaceae; Mooreiaceae]

 
 
 

Cytophagaceae 1

 
 
 

Cytophagaceae 3

 
 
 

Cytophagaceae 4

 
 

Циклобактерии

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Сфингобактерии
 

Филобактерии

 
 

Сфингобактерии

 
 
 
« Хитинофагалы »
 

Saprospiraceae

 
 

Chitinophagaceae

 
 
 
 

Криоморфные

 
 
Флавобактерии
 

" Crocinitomicaceae "

 
 

Флавобактерии

 
 
Bacteroidales
 

Рикенелловые

 
 
 
 

Marinifilaceae

 
 

Marinilabiliaceae 2

 
 
 
 

Prolixibacteraceae

 
 
 

Алкалифлексус имшенецкий

 
 
 

Marinilabiliaceae 1

 
 
 

Marinilabiliaceae 3 [вкл. Cytophaga xylanolytica ]

 
 
 

Odoribacteraceae

 
 
 

Porphyromonadaceae

 
 

Бактероидные

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таксономия [ править ]

В настоящее время принятая таксономия основана на Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) [12] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI). [13]

  • Род? " Bifissio " ♠ Xin & Zhou 2001
    • Вид " Bifissio spartinae " ♠ Xin & Zhou 2001
  • Род? " Candidatus Cardinium " Zchori-Фейн и др. 2004 г.
    • Виды " Candidatus Cardinium hertigii " Zchori-Фейн и др. 2004 г.
  • Род? " Candidatus Paenicardinium " Ноэль и Атибалентия 2006 г.
    • Виды " Candidatus Paenicardinium endonii " Ноэль и Атибалентия 2006 г.
  • Род? Toxothrix ♪ Молиш 1925
    • Вид Toxothrix trichogenes ♪ (Холодный 1924) Beger 1953
  • Род? " Venteria " ♠ Bae 2005 г.
    • Вид " Venteria marina " ♠ Bae 2005 г.
  • Класс Rhodothermia Munoz, Rossello -Mora & Amann 2016
    • Отряд Rhodothermales Munoz, Rossello -Mora & Amann 2016 [Bacteroidetes Order II. Incertae sedis]
      • Семейство Rhodothermaceae Ludwig et al. 2012 г.
  • Класс Бальнеолия Муньос, Росселло-Мора и Аманн 2016
    • Заказать Balneolales Munoz, Rossello -Mora & Amann 2016
      • Семейство Balneolaceae Xia et al. 2016 [ Группа компаний Бальнеола ]
  • Класс Cytophagia Nakagawa 2012 г.
    • Отряд Cytophagales Leadbetter 1974 г.
      • Семья? " Candidatus Amoebophilaceae " Santos-Garcia et al. 2014 г.
      • Семья " Hymenobacteraceae " Муньос, Rossello-Mora & Amann 2016
      • Семейство Cyclobacteriaceae Nedashkovskaya and Ludwig 2012 [в т.ч. Litoribacter ruber & Rhodonellum psychoprophilum ].
      • Семья Cytophagaceae Stanier 1940
      • Семейство Flammeovirgaceae Yoon et al. 2011 [Catalimonadaceae Choi et al. 2013 ; Mooreiaceae Choi et al. 2013 ]
      • Семейство " Persicobacteraceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
      • Семейство " Thermonemataceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann, 2016 [ Thermonema group; Отряд Bacteroidetes III. Incertae sedis; вкл. Группа видов Flexibacter 2]
  • Класс Sphingobacteria Kämpfer 2012
    • Заказать Sphingobacteriales Kämpfer 2012
      • Семейство Filobacteriaceae Ike et al. 2016 г.
      • Семейство Sphingobacteriaceae Steyn et al. 1998 [вкл. Flavobacterium mizutaii ]
  • Класс " Хитинофагия " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
    • Заказ " Chitinophagales " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
      • Семейство Chitinophagaceae Kämpfer et al. 2011 г.
      • Семейство Saprospiraceae Krieg et al. 2012 г.
  • Класс Flavobacteriia Bernardet 2012 г.
    • Заказать Flavobacteriales Bernardet 2012
      • Род? " Candidatus Sulcia muelleri " Moran et al. 2005 г.
      • Род? " Candidatus Uzinura diaspidicola " Gruwell и др. 2007 г.
      • Семья ? Blattabacteriaceae Kambhampati 2012 г.
      • Семья ? Ichthyobacteriaceae Takano et al. 2015 г.
      • Семья " Crocinitomicaceae " Муньос, Rossello-Mora & Amann 2016
      • Семейство Cryomorphaceae Bowman et al. 2003 [Schleiferiaceae Albuquerque et al. 2011 ]
      • Семейство Flavobacteriaceae Reichenbach et al. 1992 исправление. Бернардет и др. 2002 г.
  • Класс Bacteroidia Krieg 2012
    • Заказать Bacteroidales Krieg 2012
      • Род " Candidatus Armantifilum " Desai et al. 2010 г.
      • Род? " Candidatus Azobacteroides " Hongoh и др. 2008 г.
      • Род? " Candidatus Symbiothrix " Hongoh и др. 2007 г.
      • Род? Alkaliflexus imshenetskii Жилина и соавт. 2005 г.
      • Семья ? Balneicellaceae Fadhlaoui et al. 2016 г.
      • Семья ? Lentimicrobiaceae Sun et al. 2016 г.
      • Семейство Bacteroidaceae Pribram 1933 [вкл. Prevotellaceae Krieg 2012 ]
      • Семейство Marinifilaceae Iino et al. 2014 г.
      • Семья Marinilabiaceae Ludwig et al. 2012 г.
      • Семейство Odoribacteraceae Munoz, Rossello -Mora & Amann, 2016 г.
      • Семейство Porphyromonadaceae Krieg 2012 [вкл. Acetobacteroides Hydrogenigenes ]
      • Семейство Prolixibacteraceae Huang et al. 2014 [Draconibacteriaceae Du et al. 2014 ; вкл. Meniscus glaucopis ]
      • Семейство Rikenellaceae Krieg et al. 2012 г.

Примечания
♠ Штаммы, обнаруженные в Национальном центре биотехнологической информации , но не перечисленные в LPSN
♪ Прокариоты, где чистые ( аксенические ) культуры не изолированы или недоступны, т. Е. Не культивируются или не могут поддерживаться в культуре более чем на несколько серийных пассажей

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Раджилич-Стоянович, Мирьяна; де Вос, Виллем М. (2014). «Первые 1000 культивируемых видов микробиоты желудочно-кишечного тракта человека» . FEMS Microbiology Reviews . 38 (5): 996–1047. DOI : 10.1111 / 1574-6976.12075 . ISSN  1574-6976 . PMC  4262072 . PMID  24861948 .
  2. ^ Krieg, NR; Ludwig, W .; Уитмен, ВБ; Hedlund, BP; Пастер, Би Джей; Стейли, JT; Ward, N .; Brown, D .; Партэ А. (24 ноября 2010 г.) [1984 (Уильямс и Уилкинс)]. Джордж М. Гаррити (ред.). Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae и Planctomycetes . Руководство Берджи по систематической бактериологии. 4 (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 908. ISBN. 978-0-387-95042-6. Британская библиотека № GBA561951.
  3. ^ Б с д е е Gupta, РС; Лоренцини, Э. (2007). «Филогения и молекулярные сигнатуры (консервативные белки и инделки), специфичные для видов Bacteroidetes и Chlorobi» . BMC Evolutionary Biology . 7 : 71. DOI : 10.1186 / 1471-2148-7-71 . PMC 1887533 . PMID 17488508 .  
  4. ^ Pittayanon R. et al. , Гастроэнтерология, 2019, 157 (1): 97-108.
  5. ^ a b c Томас, Франсуа; Хехеманн, Ян-Хендрик; Ребаффет, Этьен; Чжзек, Мирьям; Мишель, Гурван (2011). «Экологические и кишечные Bacteroidetes: пищевые связи» . Границы микробиологии . 2 : 93. DOI : 10,3389 / fmicb.2011.00093 . ISSN 1664-302X . PMC 3129010 . PMID 21747801 .   
  6. ^ Мендес, Родриго; Гарбева, Паолина; Raaijmakers, Джос М. (2013). «Микробиом ризосферы: значение полезных для растений, патогенных для растений и патогенных для человека микроорганизмов» . FEMS Microbiology Reviews . 37 (5): 634–663. DOI : 10.1111 / 1574-6976.12028 . ISSN 1574-6976 . PMID 23790204 .  
  7. ^ Орен, Аарон (2013). «Salinibacter: чрезвычайно галофильная бактерия со свойствами архей» . Письма о микробиологии FEMS . 342 (1): 1–9. DOI : 10.1111 / 1574-6968.12094 . PMID 23373661 . 
  8. ^ Jehlička, Ян; Остерротова, Катержина; Орен, Аарон; Эдвардс, Хауэлл GM (2013). «Рамановское спектрометрическое различение пигментов флексирубина двух родов Bacteroidetes» . Письма о микробиологии FEMS . 348 (2): 97–102. DOI : 10.1111 / 1574-6968.12243 . PMID 24033756 . 
  9. ^ а б в Гупта, RS (2004). «Характеристики филогении и сигнатурных последовательностей Fibrobacteres, Chlorobi и Bacteroidetes». Критические обзоры в микробиологии . 30 (2): 123–140. DOI : 10.1080 / 10408410490435133 . PMID 15239383 . S2CID 24565648 .  
  10. ^ Гриффитс, E; Гупта, RS (2001). «Использование сигнатурных последовательностей в различных белках для определения относительного порядка ветвления бактериальных делений: свидетельство того, что Fibrobacter разошлись в одно и то же время с Chlamydia и Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides» . Микробиология . 147 (Pt 9): 2611–22. DOI : 10.1099 / 00221287-147-9-2611 . PMID 11535801 . 
  11. ^ Проект «Живое дерево всех видов» . «Выпуск 123 LTP на основе 16S рРНК (полное дерево)» (PDF) . Silva Полная база данных рибосомных РНК . Проверено 20 марта 2016 .
  12. ^ JP Euzéby. «Бактероиды» . Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) . Проверено 20 марта 2016 .
  13. ^ Сэйерс; и другие. «Бактероиды» . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 20 марта 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Филогеномика и эволюционные исследования видов Bacteriodetes, Chlorobi и Fibrobacteres, веб-страница бактериальной (прокариотической) филогении