Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Микобактерии смегматис
Mycobacterium smegmatis.tif
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Актинобактерии
Учебный класс:
Актинобактерии
Заказ:
Актиномицеты
Семья:
Микобактерии
Род:
Микобактерии
Разновидность:
М. смегматис
Биномиальное имя
Микобактерии смегматис
(Тревизан 1889 г.)
Леманн и Нойман 1899 г.

Mycobacterium smegmatis - кислотоустойчивый вид бактерий, относящийся к типу актинобактерий и роду Mycobacterium . Он имеет длину от 3,0 до 5,0 мкм, имеетформу палочки и может быть окрашен методом Циля-Нильсена и флуоресцентным методом аурамина-родамина. Впервые об этом сообщил в ноябре 1884 г. Люстгартен, обнаружившийв сифилитических шанках бациллу с окраской, напоминающей туберкулезные палочки. После этого Альварес и Тавель обнаружили организмы, похожие на описанные Люстгартеном, также в нормальных генитальных выделениях ( смегме ). Позднее этот организм получил название M. smegmatis . [1]

Пластинки из вируса , выделенного из компостной кучи возле UCLA . Бактерия является М. Smegmatis

Вирулентность [ править ]

M. smegmatis обычно считается непатогенным микроорганизмом; однако в очень редких случаях это может вызвать заболевание. [2]

Использование в исследованиях [ править ]

M. smegmatis можно использовать для исследовательского анализа других видов микобактерий в лабораторных экспериментах. M. smegmatis обычно используется в работе с родом Mycobacterium, так как он является «быстрорастущим» и непатогенным. M. smegmatis - это простая модель, с которой легко работать, т. Е. С быстрым удвоением времени и требующей только лаборатории с уровнем биобезопасности 1. Время и сложная инфраструктура, необходимые для работы с патогенными видами, побудили исследователей использовать M. smegmatis в качестве модели для микобактериальных видов. Этот вид имеет более 2000 генов, гомологичных M. tuberculosis.и имеет такую ​​же специфическую структуру клеточной стенки M. tuberculosis и других видов микобактерий. [3] Он также способен аэробно окислять окись углерода, как и M. tuberculosis.

Открытие плазмид , фагов и мобильных генетических элементов позволило создать специализированные системы инактивации генов и репортерные системы генов. The M. Smegmatis тс 2 155 штамм hypertransformable, и в настоящее время работа лошади микобактериальных генетики. Кроме того, его легко культивировать в большинстве синтетических или сложных лабораторных сред, где он может образовывать видимые колонии за 3-5 дней. Эти свойства делают его очень привлекательным модельным организмом для M. tuberculosis и других микобактериальных патогенов. M. smegmatis mc 2 155 также используется для культивирования микобактериофагов . Полный геномM. smegmatis секвенировали с помощью TIGR , а микроматрицы были произведены программой PFGRC ( http://pfgrc.tigr.org/descriptionPages.shtml ), что позволило дополнительно использовать его в качестве модельной системы для изучения микобактерий.

Трансформация [ править ]

Трансформация - это процесс, при котором бактериальная клетка принимает ДНК, которая была выпущена другой клеткой в ​​окружающую среду, а затем включает эту ДНК в свой собственный геном путем гомологичной рекомбинации (см. Трансформация (генетика) ). Штаммы M. smegmatis, которые обладают особенно эффективным механизмом репарации ДНК, на что указывает их большая устойчивость к повреждающему действию ДНК агентов, таких как УФ и митомицин C, оказались наиболее способными к трансформации. [4] Это предполагает, что трансформация M. smegmatis представляет собой процесс репарации ДНК, предположительно процесс рекомбинационной репарации, как и у других видов бактерий. [5]

Спряжение [ править ]

Перенос конъюгированной ДНК у M. smegmatis требует стабильного и продолжительного контакта между донором и штаммом-реципиентом, устойчив к ДНКазе, а перенесенная ДНК встраивается в хромосому реципиента путем гомологичной рекомбинации. Однако, в отличие от хорошо известной системы конъюгации Hfr E. coli , у M. smegmatis все участки хромосомы переносятся с сопоставимой эффективностью, а конъюгация микобактерий является хромосомной, а не плазмидной. Gray et al. [6] сообщили о существенном смешении родительских геномов в результате конъюгации и упомянули, что это смешивание напоминает то, что наблюдается в мейотических продуктах полового размножения (см. Происхождение полового размножения ).

Ремонт ДНК [ править ]

M. smegmatis полагается на пути репарации ДНК, чтобы противостоять повреждению ДНК. Двухцепочечные разрывы особенно опасны для жизнеспособности бактерий. M. smegmatis имеет три варианта восстановления двунитевых разрывов; гомологичная рекомбинация (HR), негомологичное соединение концов (NHEJ) и однонитевой отжиг (SSA) . [7] Путь HR M. smegmatis является основным определяющим фактором устойчивости к ионизирующей радиации и окислительному повреждению ДНК. Этот путь включает обмен информацией между поврежденной хромосомой и другой гомологичной хромосомой в той же клетке. Это зависит от белка RecA, который катализирует обмен цепей, и от белка ADN, который действует как пресинаптическая нуклеаза.[7] HR представляет собой точный процесс восстановления и является предпочтительным путем во время логарифмического роста. [8]

Путь NHEJ для восстановления двухцепочечных разрывов включает повторное соединение разорванных концов. Это не зависит от второй гомологичной хромосомы. Для этого пути требуется белок Ku и специализированная полифункциональная АТФ-зависимая ДНК-лигаза (лигаза D). [9] NHEJ эффективен, но неточен. Запечатывание тупых концов ДНК внутри функциональной генной последовательности происходит с частотой мутаций около 50%. [9] NHEJ является предпочтительным путем во время стационарной фазы и защищает M. smegmatis от вредного воздействия высыхания. [8]

SSA используется в качестве пути репарации, когда возникает двухцепочечный разрыв между последовательностями прямых повторов в ДНК. SSA включает резекцию одной нити, отжиг повторов, удаление лоскута, заполнение промежутка и лигирование. У M. smegmatis путь SSA зависит от геликазы-нуклеазы RecBCD. [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ ГОРДОН, RE; СМИТ, ММ (июль 1953 г.). «Быстрорастущие кислотоустойчивые бактерии. I. Описание видов Mycobacterium phlei Lehmann и Neumann и Mycobacterium smegmatis (Trevisan) Lehmann and Neumann» . Журнал бактериологии . 66 (1): 41–8. PMC  357089 . PMID  13069464 .
  2. ^ Reyrat, Жан-Марк; Кан, Даниэль (1 октября 2001 г.). «Mycobacterium smegmatis: абсурдная модель туберкулеза?». Тенденции в микробиологии . 9 (10): 472–473. DOI : 10.1016 / S0966-842X (01) 02168-0 . PMID 11597444 . 
  3. ^ Король, Гэри (2003). «Поглощение микобактериями окиси углерода и водорода в экологически значимых концентрациях» . Прикладная и экологическая микробиология . 69 (12): 7266–7272. DOI : 10.1128 / aem.69.12.7266-7272.2003 . PMC 310020 . PMID 14660375 .  
  4. ^ Norgard М.В., Imaeda T (1978). «Физиологические факторы, участвующие в трансформации Mycobacterium smegmatis» . J. Bacteriol . 133 (3): 1254–62. PMC 222159 . PMID 641008 .  
  5. ^ Michod RE Бернштейн H, Nedelcu AM (2008). «Адаптивное значение секса у микробных возбудителей». Заразить. Genet. Evol . 8 (3): 267–85. DOI : 10.1016 / j.meegid.2008.01.002 . PMID 18295550 . 
  6. ^ Серый ТА, Krywy JA, Гарольд Дж, Паламбо МДж, Дербишир КМ (2013). «Распределительный конъюгальный перенос в микобактериях генерирует потомство с мозаицизмом по всему геному, подобным мейотическому, что позволяет картировать локус идентичности спаривания» . PLoS Biol . 11 (7): e1001602. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1001602 . PMC 3706393 . PMID 23874149 .  
  7. ^ a b c Гупта Р., Баркан Д., Редельман-Сиди Г., Шуман С., Гликман М.С. (2011). «Микобактерии используют три генетически различных пути репарации двухцепочечных разрывов ДНК» . Мол. Microbiol . 79 (2): 316–30. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07463.x . PMC 3812669 . PMID 21219454 .  
  8. ^ a b Кувшин RS, Грин AJ, Brzostek A, Korycka-Machala M, Dziadek J, Doherty AJ (2007). «NHEJ защищает микобактерии в стационарной фазе от вредного воздействия высыхания» (PDF) . Ремонт ДНК (Amst.) . 6 (9): 1271–6. DOI : 10.1016 / j.dnarep.2007.02.009 . PMID 17360246 .  
  9. ^ a b Гонг С., Бонджорно П., Мартинс А., Стефаноу NC, Чжу Х., Шуман С., Гликман М.С. (2005). «Механизм негомологичного соединения концов у микобактерий: система репарации с низкой точностью, управляемая Ku, лигазой D и лигазой C». Nat. Struct. Мол. Биол . 12 (4): 304–12. DOI : 10.1038 / nsmb915 . PMID 15778718 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Информация и фото из NCBI
  • Страница MicrobeWiki о M. smegmatis
  • Типовой штамм Mycobacterium smegmatis в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию