Methanocaldococcus sp . FS406-22 - архея рода Methanocaldococcus . [1] Это анаэробный , пьезофильный , диазотрофный , гипертермофильный морской архей . [2] Этот штамм отличается фиксацией азота при самой высокой известной температуре азотфиксаторов, зарегистрированной на сегодняшний день. [3] 16S рРНК гена Methanocaldococcus зр. FS406-22 почти на 100% похож на Methanocaldococcus jannaschii , фиксатор, не связанный с азотом. [1]
Methanocaldococcus sp. FS406-22 | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | |
Королевство: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | |
Биномиальное имя | |
Methanocaldococcus sp. FS406-22 |
Открытие и изоляция
Methanocaldococcus sp. FS406-22 был изолирован из флюида глубоководных гидротермальных источников . [4] Гидротермальные жерла расположены на дне океана, где плиты тектонически расходятся друг от друга, например, на участках вулканов и у срединных океанских хребтов. [4] Эти срединно-океанические хребты обеспечивают большой запас пищи для водных морских животных . [4] Конкретный источник, из которого был выделен штамм FS406-22, расположен на хребте Хуан-де-Фука в Тихом океане, недалеко от вулканической активности . [1] Маусми П. Мехта и Джон А. Баросс выделили штамм FS406-22 в сентябре 2004 г. во время круиза обсерватории New Millennium. [3] Thomas G. Thompson судно сделало этот круиз можно и отправился прочь к вулкану осевого . [3] Дистанционно управляемое транспортное средство ( ROPOS ) взяло пробу вентиляционной жидкости из маркера 113 с помощью гидротермальной жидкости и пробоотборника частиц (HFPS). [3] Маркер 113 - это жерло, расположенное на глубине 1525 метров в юго-восточном углу кальдеры . [3] Это жерло было активным до последнего извержения Осевого вулкана в январе 1998 года. [3]
Характеристики
Экология
Methanocaldococcus sp. FS406-22 - глубоководный морской архей. [5] Это гипертермофильный метаноген , связывающий азот. [2] Штамм FS405-22 растет при оптимальной температуре 92 ° C, что позволяет ему процветать вблизи вулканов. [3] Штамм FS406-22 предпочитает населять именно гидротермальные источники на глубоком морском дне. [6] Наконец, этот морской архей не имеет спороношения . [6]
Морфология
Этот конкретный штамм Methanocaldococcus имеет форму кокка . [6] FS406-22 является грамотрицательным и не является патогенным для человека . [6] Штамм FS406-22 - это свободноживущая морская архея, передвигающаяся через жгутики . [3]
Физиология и метаболизм
Methanocaldococcus sp. FS406-22 - это анаэробный морской архей, способный фиксировать азот на очень больших глубинах . [2] Будучи гипертермофильным экстремофилом , он живет в чрезвычайно жаркой среде, например, в гидротермальных источниках, температура которых может колебаться от 75 ° C до 110 ° C. [7] Штамм FS406-22 также piezophilic , diazotrophic , литотрофы . [6] [8] Он обладает анаэробным метаболизмом , азотфиксирующим метаболизмом и является метаногеном . [1] В акцепторах электронов состоят из диоксида углерода , уксусной кислоты и нитрата . [1] В доноров электронов являются глутамин и карбоксильные группы . [1]
Геном
Размер его генома составляет 1,77 миллиона пар оснований и содержит 1893 гена, кодирующего белок . [5] В дополнение к этим генам, кодирующим белок, Methanocaldococcus sp. FS406-22 содержит 36 псевдогенов и 23 локуса CRISPR . [6] Этот штамм имеет наибольшее количество локусов CRISPR из всех секвенированных на сегодняшний день изолятов. [2] Он также имеет содержание ГХ 32,04%. [5]
Филогения
Ген 16S рРНК Methanocaldococcus sp. FS406-22 почти на 100% похож на Methanocaldococcus jannasc hii DSM 2661 . [3] Единственная разница в том, что Methanocaldococcus sp. FS406-22 - гипертермофильная азотфиксирующая архея, а Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661 не может фиксировать азот . [3] Другие родственные виды и штаммы из Methanocaldococcus , которые находятся в одном заказе включают в себя: Methanococcus aeolicus , Methanocaldococcus fervens, Methanotorris Igneus, Methanocaldococcus Инфернус, Methanocaldococcus jannaschii , Methanococcus maripaludis , Methanothermococcus okinawensis , Methanococcus vannielii , Methanococcus voltae и Methanocaldococcus vulcanius . [6]
Значимость
Methanocaldococcus sp. FS406-22 важен из-за его способности связывать азот и восстанавливать его от N 2 до NH 3 при оптимальной температуре 92 ° C. [3] Это чрезвычайно важное открытие для научного сообщества, так как это оптимальное снижение содержания азота при 92 ° C в целом на 28 ° C выше, чем ранее зарегистрированное снижение содержания азота в метаногене, Methanothermococcus thermolithotrophicus . До открытия Methanocaldococcus sp. FS406-22, Methanothermococcus thermolithotrophicus был наиболее термофильным микроорганизмом , фиксирующим азот при 64 ° C. [3] Это конкретное открытие может раскрыть гораздо более широкий спектр условий для жизни не только в биосфере морского дна, но и в других экосистемах , испытывающих дефицит азота . При дальнейшем изучении этого метаногена было обнаружено, что ген 16S рРНК Methanocaldococcus sp. FS406-22 на 99% похож на Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661. [3] Это нечетное 1% расхождение между FS406-22 и M. jannaschii связано с предыдущим разделением наследственных генов. Выявление гипертермофильных диазотрофных архей (штамм FS406-22) может быть связано с эволюционной историей азотистых . [3] филогенетический анализ азотистых и хлорофилл железа белков показывает , что наследственный белок железа продублирован и расходился в nifH и anfH гены. [3] Это расхождение генов, по оценкам, произошло до разделения Доменов бактерий и метаногенных архей. [3] Штамм FS406-22 содержит функциональный ген nifH , который способен кодировать динитрогеназную редуктазу, тогда как M. jannaschii не обладает этим геном, что объясняет расхождение в 1% между двумя видами. [3]
Рекомендации
- ^ Б с д е е Cruz, J; Лю, Y; Лян, Y; и другие. (Январь 2012 г.). «BacMap: современный электронный атлас аннотированных геномов бактерий» . Nucleic Acids Res . 40 : D599–604. DOI : 10.1093 / NAR / gkr1105 . PMC 3245156 . PMID 22135301 .
- ^ а б в г Андерсон, Рика Э .; Brazelton, Уильям Дж .; Баррос, Джон А. (март 2011 г.). «Использование CRISPR в качестве метагеномного инструмента для идентификации микробных хозяев диффузного потока гидротермального сообщества вирусных вирусов» . FEMS Microbiology Ecology . 77 (1): 120–133. DOI : 10.1111 / j.1574-6941.2011.01090.x . PMID 21410492 .
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д Mehta, Mausmi P .; Баросс, Джон А. (2006). «Фиксация азота при 92 ° C с помощью гидротермального источника Archaeon». Наука . 314 (5806): 1783–1786. Bibcode : 2006Sci ... 314.1783M . DOI : 10.1126 / science.1134772 . PMID 17170307 .
- ^ а б в Саката, Ри; Кабутомори, Ре; Окано, Кейко; Мицуи, Хиромаса; Такемура, Акихиро; Мива, Тэцуя; Ямамото, Хироюки; Окано, Тошиюки (2015-08-14). «Родопсин в горячем темном море: молекулярный анализ родопсина в улитке Careproctus rhodomelas, живущем вблизи глубоководного гидротермального источника» . PLOS One . 10 (8): e0135888. Bibcode : 2015PLoSO..1035888S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0135888 . ISSN 1932-6203 . PMC 4537116 . PMID 26275172 .
- ^ а б в Каспи, Рон; Альтман, Томер; Дреер, Кейт; Фулчер, Кэрол А .; Субхравети, Паллави; Кеселер, Ингрид М .; Котари, Анамика; Крамменакер, Маркус; Латендресс, Марио (01.01.2012). «База данных метаболических путей и ферментов MetaCyc и коллекция баз данных путей / генома BioCyc» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (D1): D742 – D753. DOI : 10.1093 / NAR / gkr1014 . ISSN 0305-1048 . PMC 3245006 . PMID 22102576 .
- ^ Б с д е е г Нордберг, Хенрик; Кантор, Майкл; Душейко, Серж; Хуа, Сьюзен; Поляков, Александр; Шабалов Игорь; Смирнова, Татьяна; Григорьев, Игорь В .; Дубчак, Инна (01.01.2014). «Портал генома Объединенного института генома Министерства энергетики: обновления 2014 г.» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (D1): D26 – D31. DOI : 10.1093 / NAR / gkt1069 . ISSN 0305-1048 . PMC 3965075 . PMID 24225321 .
- ^ "Полная последовательность хромосомы Methanocaldococcus sp. FS406-22." Лукас С., Коупленд А., Лапидус А., Ченг Дж.-Ф., Брюс Д., Гудвин Л., Питлак С., Тешима Х., Деттер Дж. К., Хан К., Тапиа Р., Лаример Ф., Лэнд М., Хаузер Л., Кирпидес Н., Михайлова Н., Сиеправска-Лупа М., Ли Дж., Уитман В.Б., Войк Т. Отправлено (FEB-2010) в базы данных EMBL / GenBank / DDBJ
- ^ Аллен, EE, Бартлетт DH. 2004. Пьезофилы: адаптация микробов к глубоководной среде. Экстремофилы. 3 (Гердей К., Глансдорф Н., ред.): 231-255., Оксфорд: Eolss Publishers Co Ltd.
дальнейшее чтение
- Рат, Девашиш (2015). «Иммунная система CRISPR-Cas: биология, механизмы и приложения» . Биохимия . 117 : 119–128. DOI : 10.1016 / j.biochi.2015.03.025 . PMID 25868999 ..
- Душ Сантуш, ПК; Клык, Z; Мейсон, ЮАР; Сетубал, JC; Диксон, Р. (2012). «Распределение азотфиксации и нитрогеназоподобных последовательностей среди микробных геномов» . BMC Genomics . 13 : 162. DOI : 10.1186 / 1471-2164-13-162 . PMC 3464626 . PMID 22554235 ..
- Андерсон, RE; Brazelton, WJ; Баросс, Дж. А. (2011). «Использование CRISPR в качестве метагеномного инструмента для идентификации микробных хозяев диффузного потока гидротермального сообщества вирусных вирусов» . FEMS Microbiol Ecol . 77 : 120–33. DOI : 10.1111 / j.1574-6941.2011.01090.x . PMID 21410492 .
Внешние ссылки
- Запись в KEGG для Methanocaldococcus sp. FS406-22
- Запись в браузере генома UCSD для Methanocaldococcus sp. FS406-22