Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Микромонас
Esquema Micromonas pusilla.jpg
Micromonas pusilla
Научная классификация е
(без рейтинга):Viridiplantae
Тип:Хлорофита
Учебный класс:Mamiellophyceae
Заказ:Mamiellales
Семья:Mamiellaceae
Род:Micromonas
Manton & Parke 1960 г.
Разновидность

Micromonas является родом из зеленых водорослей в семье Mamiellaceae . [1] [2]

До описания в 2016 году второго вида, Micromonas commoda , Micromonas pusilla считалась единственным видом в роде [3] [4], что привело к непропорциональному количеству исследований, посвященных обсуждению одного вида в пределах рода. Предполагается, что он является доминирующим фотосинтетическим пикоэукариотом в некоторых морских экосистемах. [5] В отличие от многих морских водорослей, он широко распространен как в теплых, так и в холодных водах. [6] Это сильный пловец и проявляет фототаксическую реакцию. [6]

Micromonas pusilla делится на 3-5 разных клад, несмотря на их сходство по морфологии и среде обитания. [7] [8] Различные соотношения клад вносят вклад в популяцию M. pusilla во всей морской экосистеме, что приводит к гипотезе возникновения клад, основанной на занятии ниши и восприимчивости к вирусной инфекции. [8]

Открытие [ править ]

Micromonas pusilla считается первым изученным пикопланктоном , когда он был обнаружен и назван Chromulina pusilla в 1950-х годах Р. Бутчером. [9] Позже электронные микрофотографии, сделанные английскими учеными Ирен Мэнтон и Мэри Парк в 1960-х годах, предоставили дополнительные сведения о M. pusilla . [9]

Морфология и структура клетки [ править ]

Микромоны - это группа небольших одноклеточных микроводорослей грушевидной формы , не имеющих клеточной стенки . [10] [11] [12] Как и другие представители этого класса, они имеют одну митохондрию и один хлоропласт , [12] который покрывает почти половину клетки. [12] [13] Они могут плавать из-за наличия жгутика без чешуи . [12] [13] [3] axonemal структура жгутика для этого рода отличается тем , что периферические микротрубочекне доходят до конца центральной пары микротрубочек , что позволяет визуально исследовать движение центральной пары. [11] [14] [15] В Micromonas центральная пара постоянно вращается против часовой стрелки, несмотря на движение других компонентов жгутика . [11] [14]

В то время как размер клетки, форма и расположение жгутика в клетку схожи между штаммами и генетическими кладами, вариации в соответствующей длине острия волос приводят к разной длине жгутиков в пределах рода . [3]

Антибиотик [ править ]

Восприимчивость к антибиотикам определяли с использованием одного штамма M. ризШа с целью получения Аксеничные культур , которые будут использоваться в исследованиях и экспериментах. [16] Штамм M.pusilla был протестирован с рядом антибиотиков, чтобы определить возможные эффекты конкретного антибиотика. [16]

Устойчивость: [16] бензилпенициллин , гентамицин , канамицин , неомицин , стрептомицин.

Чувствительные: [16] хлорамфеникол , полимиксин B

Для M. pusilla чувствительность к антибиотику, вероятно, определяется нарушением роста, а не летальным эффектом при воздействии бактерицидного уровня этого конкретного антибиотика. [16] Чувствительность других штаммов M. pusilla к этому набору антибиотиков должна быть такой же. [16]

Генетика [ править ]

История эволюции [ править ]

Микромоны рано отделились от линии, которая привела к появлению всех современных наземных растений. Отдельные виды имеют очень похожие последовательности гена 16S SSU рРНК , сравнение часто используется для определения микроскопического видообразования, однако только 90% различных генов являются общими для всех видов Micromonas . Это присутствие или отсутствие полных генов по сравнению только с небольшими изменениями последовательности конкретных генов предполагает, что Micromonas является результатом интенсивного горизонтального переноса генов . [10]

Изоляция деформации [ править ]

Исходный эталонный геном Micromonas был создан из штамма RCC299, впервые выделенного в 1998 году из пробы Экваториальной Тихоокеанской зоны. Этот штамм непрерывно культивируется в течение двух десятилетий и доступен в коллекции культур Роскоффа. В 2005 г. была выделена моноклональная культура штамма. Аксенический штамм доступен в Центре культуры морского фитопланктона под названием CCMP2709. В настоящее время секвенируется отдельное пятно, выделенное из прибрежных вод умеренного пояса. [10]

Структура генома [ править ]

Вся продукция Micromonas sp. Впервые секвенирование генома было проведено в 2014 году. У Micromonas около 19 МБ, однако это значение незначительно варьируется между видами и штаммами. Он состоит из 17 хромосом и содержит 59% GC. [17] На основе [открытых рамок считывания] геном кодирует около 10000 белков и 70 функциональных РНК. [18]

Клеточные механизмы [ править ]

Рост и деление клеток [ править ]

Micromonas размножается бесполым путем путем деления . [11] Было замечено, что M. pusilla демонстрирует изменчивость оптических характеристик, например размера клеток и светорассеяния, в течение дня. [19] Эти измерения увеличиваются в течение периода со светом, а затем снижаются в период без света. [19] [20] Это совпадает с выводами о том, что протеомные профили изменяются в течение цикла diel, с увеличением экспрессии белков, связанных с пролиферацией клеток , липидов и клеточных мембран.перестройка в темноте, когда клетки начинают делиться и становятся меньше. [20] Однако уровни экспрессии генов и белков могут по-прежнему варьироваться в пределах одного и того же метаболического пути . [20] Также было высказано предположение, что структура 3 'UTR может играть роль в регуляторной системе. [20]

Система сбора света [ править ]

Micromonas виды до сих пор одни и те же коллекцию фотосинтетических пигментов в качестве членов класса Mamiellophyceae , [3] , который включает в себя общие пигменты , хлорофилл а и хлорофилл Ь , [21] , а также prasinoxanthin (ксантофилл K), первый водорослевые каротиноид быть назначен со структурой, имеющей γ-концевую группу. [22] Было обнаружено, что большинство его ксантофиллов находятся в окисленном состоянии и имеют сходство с ксантофиллами других важных морских планктонов, таких как диатомовые водоросли, золотые и коричневые водоросли., и динофлагелляты . [23] Кроме того, есть еще один пигмент под названием Chl cCS-170, который можно найти в некоторых штаммах Micromonas и Ostreococcus, живущих в более глубоких частях океана, что может указывать на потенциальную адаптацию организмов, обитающих в условиях низкой интенсивности света. [3]

Светособирающие комплексы Micromonas отличаются от других зеленых водорослей пигментным составом и стабильностью в неблагоприятных условиях. [21] Было показано, что эти белки используют три разных пигмента для сбора света, и они устойчивы к высокой температуре и присутствию детергента.

Биосинтез пептидогликана [ править ]

Несмотря на то, что хлоропласты , которые, как предполагается, происходят от Cyanobacteria посредством эндосимбиоза , [24] из Micromonas не имеют окружающего пептидогликанового слоя, путь биосинтеза пептидогликана, как обнаружено, является полным у M. pusilla и частичным у M. commoda , причем наличие только некоторых соответствующих ферментов. [12] Хотя роль этого пути для Micromonas все еще изучается, это наблюдение показывает происхождение различных видов Micromonas наряду с глаукофитными водорослями.хлоропласты которых все еще покрыты пептидогликаном . [12]

Экологическое значение [ править ]

Микромоны составляют значительную часть биомассы и продуктивности пикопланктона как в океанических, так и в прибрежных регионах. [5] За последнее десятилетие количество Micromonas увеличилось. Факты свидетельствуют о том, что эти всплески численности вызваны изменением климата, которое сильнее всего сказалось в Арктике. [12] В прошлые годы считалось, что виды зеленых водорослей являются исключительно фотосинтетическими, но обнаружилось, что это не так. [25] Микромоны , как и празинофиты, приняли миксотрофный образ жизни и оказывают огромное влияние на популяции прокариот в Арктике. [25] Из-за большого потребления прокариот Micromonas, исследования предполагают, что фотосинтезирующие пикоэукариоты скоро будут доминировать в первичной продуктивности и бактериальном составе арктических систем. [25] Лабораторные исследования показали, что виды в пределах одного рода изменили свои миксотрофные стратегии в зависимости от среды обитания. [25] Эти среды могут различаться интенсивностью света, доступностью питательных веществ и размером добычи, которые все показали изменения, характерные для клады, для максимизации эффективности. [25]

Вирусная инфекция [ править ]

Вирусы играют важную роль в балансе морской экосистемы, регулируя состав микробных сообществ, но на их поведение могут влиять несколько факторов, включая температуру, способ заражения и условия хозяина. [26] [27] Открывается и изучается все большее количество вирусов, заражающих Micromonas .

Вирус Micromonas pusilla [ править ]

В настоящее время идентифицировано 45 вирусных штаммов, сосуществующих с популяциями M. pusilla . [8] Инфекционность вируса зависит от штамма-хозяина, доступности света и адсорбции вируса. [28]

В среднем за день умирает от лизиса вируса от 2 до 10% популяции M. pusilla . [28]

  • Реовирус Micromonas pusilla (MpRV): первое выделение реовируса , поражающего простейшие. [29] Этот вирус оказался больше, чем другие члены семьи. [30]

Вирус Micromonas polaris [ править ]

Это первый фикоднавирус , выделенный из полярных океанических вод. [31] Он может заразить M. polaris , полярный экотип Micromonas , приспособившийся к воде с низкими температурами. [31]

Данные свидетельствуют о том, что повышение температуры из-за изменения климата может изменить клональный состав как вируса, так и хозяина. [31]

Метаболическая инженерия [ править ]

С ростом населения в мире растет спрос на диких рыб и водорослей как на источник полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), необходимых для роста и развития, а также для поддержания здоровья человека. Недавние исследования изучают альтернативный механизм производства ПНЖК с использованием ацил-КоА Δ6-десатуразы , фермента, присутствующего в M. pusilla , с растениями. РизШа М. штамм ацил-СоА Δ6-десатуразы является весьма эффективным в полиненасыщенных жирных кислот пути синтеза из - за его сильного связывания предпочтение омега-3 субстратов в наземных растений. [32]

Ссылки [ править ]

  1. ^ См. Веб-страницу NCBI на Micromonas . Данные взяты из ресурсов таксономии NCBI , Национальный центр биотехнологической информации , получены 19 марта 2007 г.
  2. ^ Micromonas Мантона & Parke, 1960, не Боррел, 1902 , Всемирный реестр морских видов, доступ6 марта 2010
  3. ^ a b c d e Саймон, Натали; Фулон, Элоди; Грулуа, Дафне; Шесть, Кристоф; Desdevises, Ив; Латимье, Мари; Галл, Флоренс Ле; Трагин, Марго; Худан, Од (2017). "Пересмотр рода Micromonas Manton et Parke (Chlorophyta, Mamiellophyceae), типового вида M. pusilla (Butcher) Manton & Parke и вида M. commoda van Baren, Bachy и Worden и описание двух новых видов на основе Генетическая и фенотипическая характеристика культивируемых изолятов » (PDF) . Протист . 168 (5): 612–635. DOI : 10.1016 / j.protis.2017.09.002 . PMID 29028580 .  
  4. ^ Боровицка, Майкл А .; Бирдалл, Джон; Рэйвен, Джон А. (21 марта 2016 г.). Физиология микроводорослей . Боровицка, Майкл А. ,, Бердалл, Джон, Рэйвен, Джон А. Чам. ISBN 9783319249452. OCLC  945445086 .
  5. ^ a b Not, F; Латаса, М; Мари, D; Кариу, Т; Vaulot, D; Саймон, N (июль 2004), "Единый Вид, Micromonas ризШ (Prasinophyceae), Доминирует эукариотический пикопланктон в Западной Манше", Прикладная и экологическая микробиология , 70 (7): 4064-72, DOI : 10,1128 / AEM. 70.7.4064-4072.2004 , ISSN 0099-2240 , PMC 444783 , PMID 15240284   
  6. ^ a b Геномы двух штаммов водорослей Micromonas показывают удивительное разнообразие. Архивировано 7 июля 2011 г. в Wayback Machine , Alternative Energy Newswire , 10 апреля 2009 г.
  7. ^ Фулон, Элоди; Нет, Фабрис; Жалабер, Фабьен; Кариу, Тьерри; Массана, Рамон; Саймон, Натали (1 сентября 2008 г.). «Экологическое разделение ниши в пикопланктонных зеленых водорослях Micromonas pusilla: данные экологических исследований с использованием филогенетических зондов». Экологическая микробиология . 10 (9): 2433–2443. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2008.01673.x . PMID 18537812 . 
  8. ^ a b c Baudoux, A.-C .; Lebredonchel, H .; Dehmer, H .; Latimier, M .; Edern, R .; Ригут-Ялаберт, Ф .; Ge, P .; Guillou, L .; Foulon, E .; Bozec, Y .; Cariou, T .; Desdevises, Y .; Derelle, E .; Grimsley, N .; Moreau, H .; Саймон, Н. (1 октября 2015 г.). «Взаимодействие между генетическими кладами Micromonas и их вирусами в Западном проливе Ла-Манш» (PDF) . Отчеты по микробиологии окружающей среды . 7 (5): 765–773. DOI : 10.1111 / 1758-2229.12309 . PMID 26081716 .  
  9. ^ a b Воулот, Даниэль; Эйкрем, Венче; Випрей, Манон; Моро, Эрве (1 августа 2008 г.). «Разнообразие мелкого фитопланктона эукариот (≤3 мкм) в морских экосистемах» . Обзоры микробиологии FEMS . 32 (5): 795–820. DOI : 10.1111 / j.1574-6976.2008.00121.x . PMID 18564290 . 
  10. ^ a b c Уорден, Александра З .; Ли, Джэ-Хёк; Mock, Томас; Рузе, Пьер; Simmons, Melinda P .; Aerts, Andrea L .; Аллен, Эндрю Э .; Cuvelier, Marie L .; Дерелль, Эвелин (10.04.2009). «Зеленая эволюция и динамические адаптации, выявленные геномами морских пикоэукариот Micromonas» . Наука . 324 (5924): 268–272. DOI : 10.1126 / science.1167222 . ISSN 0036-8075 . PMID 19359590 . S2CID 206516961 .   
  11. ^ a b c d Белл, Питер Р. (2000). Зеленые растения: их происхождение и разнообразие . Хемсли, Алан Р. (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-64109-8. OCLC  56124600 .
  12. ^ a b c d e f g van Baren, Marijke J .; Бачи, Чарльз; Рейстеттер, Эмили Нахас; Purvine, Samuel O .; Гримвуд, Джейн; Судек, Себастьян; Ю, Ханг; Пуарье, Камилла; Деринк, Томас Дж. (31 марта 2016 г.). «Основанная на фактах геномика зеленых водорослей показывает морское разнообразие и наследственные характеристики наземных растений» . BMC Genomics . 17 : 267. DOI : 10,1186 / s12864-016-2585-6 . ISSN 1471-2164 . PMC 4815162 . PMID 27029936 .   
  13. ^ a b Достижения в морской биологии. Том 60 . Меньший, Майкл. Амстердам: Elsevier Academic Press. 2011. ISBN. 978-0-12-385529-9. OCLC  761362752 .CS1 maint: другие ( ссылка )
  14. ^ a b Омото, Шарлотта К .; Уитман, Джордж Б. (1981-04-23). «Функционально значимое вращение центральной пары в примитивном эукариотическом жгутике». Природа . 290 (5808): 708–710. DOI : 10.1038 / 290708a0 . ISSN 1476-4687 . PMID 7219555 . S2CID 4354444 .   
  15. ^ Vaulot, Даниэль; Эйкрем, Венче; Випрей, Манон; Моро, Эрве (2008-08-01). «Разнообразие мелкого фитопланктона эукариот (≤3 мкм) в морских экосистемах» . Обзоры микробиологии FEMS . 32 (5): 795–820. DOI : 10.1111 / j.1574-6976.2008.00121.x . ISSN 0168-6445 . PMID 18564290 .  
  16. ^ a b c d e f Коттрелл, Мэтью Т.; Саттл, Кертис А. (1 июня 1993 г.). «Производство аксенических культур Micromonas Pusilla (Prasinophyceae) с использованием антибиотика 1». Журнал психологии . 29 (3): 385–387. DOI : 10.1111 / j.0022-3646.1993.00385.x .
  17. ^ Репозиторий генома NCBI Micromonas https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/2297
  18. ^ JPI Геном KEGG, микромонас комода http://www.genome.jp/kegg-bin/show_organism?org=mis
  19. ^ a b DuRand, Michele D .; Грин, Ребекка Э .; Сосик, Хайди М .; Олсон, Роберт Дж. (2002-12-01). «Вариации Диля в оптических свойствах Micromonas Pusilla (prasinophyceae) 1». Журнал психологии . 38 (6): 1132–1142. DOI : 10.1046 / j.1529-8817.2002.02008.x . ISSN 1529-8817 . 
  20. ^ a b c d Уолтман, Питер Х .; Го, Цзянь; Рейстеттер, Эмили Нахас; Пурвин, Самуэль; Ансонг, Чарльз К .; Барен, Марийке Дж. Ван; Вонг, Чи-Хонг; Вэй, Чиа-Линь; Смит, Ричард Д. (19 июля 2016 г.). «Определение аспектов посттранскрипционной программы, регулирующей протеом зеленой водоросли Micromonas pusilla» . PLOS ONE . 11 (7): e0155839. DOI : 10.1371 / journal.pone.0155839 . ISSN 1932-6203 . PMC 4951065 . PMID 27434306 .   
  21. ^ a b Вильгельм, С .; Ленарц-Вейлер, И .; Wiedemann, I .; Уайлд, А. (1986). «Светособирающая система вида Micromonas (Prasinophyceae): сочетание трех разных видов хлорофилла в одном единственном хлорофилл-белковом комплексе». Phycologia . 25 (3): 304–312. DOI : 10.2216 / i0031-8884-25-3-304.1 .
  22. ^ Фосс, Пер; Гийяр, Роберт Р.Л.; Лиаен-Йенсен, Synnøve (1984). «Празиноксантин - хемосистематический маркер водорослей». Фитохимия . 23 (8): 1629–1633. DOI : 10.1016 / s0031-9422 (00) 83455-X .
  23. Перейти ↑ Ricketts, TR (1966). «Каротиноиды фитофлагелляты, Micromonas pusilla». Фитохимия . 5 (4): 571–580. DOI : 10.1016 / s0031-9422 (00) 83635-3 .
  24. ^ Мачида, Марико; Такечи, Кацуаки; Сато, Хироши; Чунг, Сунг Джин; Куроива, Харуко; Такио, Сусуму; Секи, Мотоаки; Шинозаки, Кадзуо; Фудзита, Томомити (25 апреля 2006 г.). «Гены пути синтеза пептидогликана необходимы для деления хлоропластов мха» . Труды Национальной академии наук . 103 (17): 6753–6758. DOI : 10.1073 / pnas.0510693103 . PMC 1458953 . PMID 16618924 .  
  25. ^ a b c d e Маккай-Крисберг, Зайд М; Сандерс, Роберт В. (октябрь 2014 г.). «Фаготрофия пикоэукариотической зеленой водоросли Micromonas: последствия для Северного Ледовитого океана» . Журнал ISME . 8 (10): 1953–1961. DOI : 10.1038 / ismej.2014.16 . PMC 4184008 . PMID 24553471 .  
  26. ^ Demory, Дэвид; Арсеньев, Лауре; Саймон, Натали; Шесть, Кристоф; Ригаут-Ялаберт, Фабьен; Мари, Доминик; Ге, Пей; Бигерд, Эстель; Жаке, Стефан (март 2017 г.). «Температура является ключевым фактором во взаимодействии Micromonas – вируса» . Журнал ISME . 11 (3): 601–612. DOI : 10.1038 / ismej.2016.160 . ISSN 1751-7370 . PMC 5322312 . PMID 28085157 .   
  27. ^ Maat, Douwe S .; Блейсвейк, Ван; L, Джудит Д .; Витте, Гарри Дж .; Брюссаард, Корина П.Д. (01.09.2016). «Производство вируса в Micromonas pusilla с ограниченным фосфором, стимулированное поставкой различных источников фосфора в естественных низких концентрациях далеко в литическом цикле» . FEMS Microbiology Ecology . 92 (9): fiw136. DOI : 10.1093 / femsec / fiw136 . ISSN 0168-6496 . PMID 27316561 .  
  28. ^ a b Коттрелл, Мэтью Т.; Саттл, Кертис А. (1 июня 1995 г.). «Динамика литического вируса, поражающего фотосинтезирующую морскую пикофлагеллату Micromonas pusilla» . Лимнология и океанография . 40 (4): 730–739. DOI : 10,4319 / lo.1995.40.4.0730 .
  29. ^ Brussaard, CPD; Noordeloos, AAM; Сандаа, Р.-А; Heldal, M; Братбак, G (2004). «Открытие вируса дцРНК, инфицирующего морских фотосинтезирующих протистов Micromonas pusilla». Вирусология . 319 (2): 280–291. DOI : 10.1016 / j.virol.2003.10.033 . PMID 14980488 . 
  30. ^ Attoui, H; Джаафар, FM; Belhouchet, M; Де, Микко, П.; Де, Lamballerie, X; Brussaard, CP (май 2006 г.), «Micromonas pusilla reovirus: новый член семейства Reoviridae, отнесенный к новому предполагаемому роду (Mimoreovirus)» (свободный полный текст) , The Journal of General Virology , 87 (Pt 5): 1375– 83, DOI : 10,1099 / vir.0.81584-0 , ISSN 0022-1317 , PMID 16603541   CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  31. ^ a b c Maat, Douwe S .; Биггс, Тристан; Эванс, Клэр; ван Блейсвейк, Джудит Д.Л. ван дер Вел, Николь Н .; Dutilh, Bas E .; Брюссаард, Корина П.Д. (02.06.2017). «Характеристика и температурная зависимость вирусов Arctic Micromonas polaris» . Вирусы . 9 (6): 134. DOI : 10,3390 / v9060134 . PMC 5490811 . PMID 28574420 .  
  32. ^ Петри, Джеймс Р .; Шреста, Пушкарь; Mansour, Maged P .; Николс, Питер Д .; Лю, Цин; Сингх, Суриндер П. (1 мая 2010 г.). «Метаболическая инженерия длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот омега-3 в растениях с использованием ацил-КоА Δ6-десатуразы с предпочтением ω3 из морской микроводоросли Micromonas pusilla». Метаболическая инженерия . 12 (3): 233–240. DOI : 10.1016 / j.ymben.2009.12.001 . PMID 20004733 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Гены крошечных водорослей проливают свет на важную роль управления углеродом в мировом океане