Thermococcus Целер является грамотрицательная , сферической формы archaeon рода Thermococcus . [1] Открытие T. celer сыграло важную роль в повторном укоренении древа жизни, когдабыло обнаружено, что T. celer более тесно связан с метаногенными археями, чем с другими фенотипически подобными термофильными видами. [1] T. celer был первым археоном, у которого был обнаружен циркуляризованный геном . [2] Несколько штаммов типа из T. Целерабыли идентифицированы: Vu13, ATCC 35543 и DSM 2476. [2]
Термококк сельдерей | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | |
Разновидность: | Т. Целер |
Биномиальное имя | |
Термококк сельдерей Зиллиг 1983 |
Изоляция
T. celer был обнаружен доктором Вольфрамом Циллигом в 1983 году. [3] Этот организм был изолирован на пляжах Вулкано , Италия , из богатого серой мелкого вулканического кратера. [3] Исходные образцы были изолированы из глубины морских нор и инокулированы в 10-миллилитровые анаэробные пробирки. [4] Пробирки содержали 100 мг элементарной серы и раствор 95% N 2 и 5% H 2 S. [4] Затем pH доводили до диапазона 5-6 путем добавления CaCO 3 . [4] Чтобы убедиться, что кислород не проникает в образец, исследователи использовали кислородный индикатор резазурин . [4] Рост был достигнут путем обогащения средой Brock's Sulfolobus , содержащей элементарную серу и дрожжи , которые необходимы T. celer для оптимального роста. [3] После обогащения образцы помещали на полиакриламидный гель и затем инкубировали при 85 ° C в анаэробной среде. [4] После того, как наблюдался рост колоний, клетки подвергали центрифугированию перед очисткой в буферном растворе ТА (0,05 моль / л Трис-HCl, 0,022 моль / л NH 4 Cl, 0,01 моль / л β-меркаптоэтанол). [4]
Таксономия и филогения
После Sanger секвенирования по 16S рРНК , оба экономных и расстояние матричные анализы были выполнены , чтобы определить положение T. Целера на дереве жизни. [1] Было обнаружено, что T. celer более близок к метаногенным архебактериям, чем к термофильным архебактериям. [1] Это открытие привело к повторному укоренению архебактериального дерева и впоследствии поместило T. celer в кладу с метаногенами на основании их тесного филогенетического родства. [1] Это размещение было дополнительно подтверждено после анализа организационной структуры генома генов рРНК обоих видов . [1] И у Thermococcus, и у метаногенных архебактерий есть спейсерный ген тРНК , расположенный между геном 16s рРНК и 23s [геном рРНК. [1] Этот спейсерный ген не обнаружен ни у каких других термофильных видов архебактерий. [1]
T. celer является родственником Pyrococcus woesei , оба принадлежащих к отряду Thermococcales . [5] Оба являются строго анаэробными и восстанавливающими серу . [5] T. celer также имеет тесные связи с Thermococcus litoralis , оба принадлежат к одному роду , но T. celer оказался гораздо более серозависимым, чем T. littorals . [5]
T. celer в настоящее время классифицируется как теплолюбивый археон . [3] С момента открытия T. celer термин «архебактерии» был заменен на « археи», чтобы отразить самые современные филогенетические отношения, обнаруженные между организмами. [6]
Характеристика
Термококк образован от двух греческих существительных: therme ( греч. , Означающее тепло) и kokkos (греч., Означающее зерно или семя ). [3] Celer происходит от греческого, означающего «быстрый», в связи с высокими темпами роста этого вида. [3]
Морфология
T. celer - это грамотрицательный сферический организм диаметром около 1 мкм. [3] Наблюдение с помощью электронной микроскопии показало, что T. celer использует для движения монополярный политрихозный жгутик . [3] Во время репликации T. celer конденсируется до дипломатической формы, что видно с помощью фазово-контрастной микроскопии . [3]
Т. Целер плазматическая мембрана обладает большим количеством глицерина диэфирных липидов по сравнению с относительно небольших количеств диглицерола tetraether липидов. [7] В липидах простого диэфира глицерина фитанил (C 20 ) является углеводородным компонентом, а в липидах диглицерина и тетраэфира бифитанил (C 40 ) является углеводородным компонентом. [3] клеточная стенка , или S-слой , из Т. Целер функций в качестве защиты от лизиса клеток в результате изменений в осмотических градиентах. [3] S-слой оболочки состоит из гликопротеиновых субъединиц, образующих двумерную паракристаллическую гексагональную структуру. [3] В оболочке клеток T. celer отсутствует мурамовая кислота , что указывает на устойчивость к пенициллину и ванкомицину . [3]
Метаболизм
T. celer - это строгий анаэроб, который использует органотрофный метаболизм [3] в форме пептидов (например, из дрожжевого экстракта, пептона или триптона ) и белков (например, казеина ) в качестве источника углерода, который окисляется до диоксида углерода посредством дыхания серой. [3] T. celer не может использовать углеводы в качестве источника углерода и считается серозависимым организмом, поскольку для оптимального роста он зависит от восстановления серы до сероводорода . [5] Хотя это менее эффективно, T. celer также может использовать ферментацию . [3] В отличие от большинства прокариот , T. celer может дышать по пути Эмбдена-Мейерхофа ( гликолиз ), хотя и использует альтернативный путь. [8]
Экология
T. celer, характерный для гипертермофильных видов, хорошо себя чувствует при очень высоких температурах. [1] Точнее, он встречается только в богатых серой неглубоких вулканических кратерах Вулкано, Италия. [3] Температура в данной среде обитания достигает 90 ° C. [3] Максимальная температура, при которой T. celer может расти, составляет 93 ° C, а оптимальная температура роста - 88 ° C. [3] Лучше всего он растет при pH 5,8, что означает умеренную ацидофильность . [3] Оптимальный рост также зависит от присутствия NaCl в концентрации 40 г / л, что еще раз демонстрирует высокий уровень адаптации T. celer к своей термальной морской среде. [3]
Геномика
Построение физической карты T. celer Vu13 посредством фрагментов рестрикционных ферментов выявило длину 1890 + 27 килобаз (т.п.н.). [2] Молекулярное соотношение оснований гуанина и цитозина составляет примерно 56,6%. [3] Это значение было определено путем усреднения как GC-содержание приобретенной высокоэффективной жидкостной хроматографии и температура плавления (Т М ) расчетов. [3] T. celer считается одним из самых медленно развивающихся видов архей, что указывает на то, что геном может быть использован в качестве модельного организма для тех, кто изучает ранние характеристики генома. [2]
В 1989 году T. celer был первым археоном, у которого был обнаружен циркуляризованный геном. [2] Форма генома была определена в трех отдельных экспериментах с использованием рестрикционных ферментов . [2] Т. Целер геном расщепляли ферментами рестрикции Nhe , Spe и Xba . [2] После переваривания использовали гибридизационный анализ для определения формы генома. [2] Зонды были синтезированы из клонированных генов 16S рРНК и 23S рРНК. [2] И Сп, и Нхэ произвели пять фрагментов, все одинаковой формы и размера. [2] При переваривании с помощью Xba было получено восемь фрагментов. [2] Используя шаблоны перекрытия, форма генома была определена как круглая. [2]
Заявление
Область архей в настоящее время разделена на три основные группы, состоящие из крайних термофилов , крайних галофилов и крайних термофилов , которые способны восстанавливать серу ( метаногены ). [1] Считается, что эти три группы не возникли независимо, а эволюционировали от одной к другой. [1]
Открытие T. celer изменило положение архебактериального филогенетического древа . [1] Было обнаружено, что он имеет более тесную филогенетическую связь с метаногенными архебактериями, в отличие от его фенотипического аналога, чрезвычайно термофильных архебактерий. Это открытие было сделано путем анализа последовательности 16S рРНК и привело к повторному укоренению филогенетического дерева. [1]
Это открытие предполагает, что крайние термофилы могли быть самыми ранними предками архей, если принять во внимание их медленную эволюцию , а также распределение экстремальных термофилов как в их собственные группы, так и в группы метаногенов. [1]
Рекомендации
- ^ Б с д е е г ч я J к л м н Ахенбах-Рихтер, Л., Р. Гупт, У. Zillig, CR Вёз. 1988. Укоренение архебактериального дерева: основная роль Thermococcus celer в эволюции архебактерий. Syst. Прил. Микробный. 10: 231-240. Распечатать.
- ^ Б с д е е г ч я J K L Нолль, К. (1989). «Хромосомная карта термофильных Archaebacterium Thermococcus celer» . Журнал бактериологии . 171 (12): 6720–6725. DOI : 10.1128 / jb.171.12.6720-6725.1989 . PMC 210568 . PMID 2512284 .
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д т ы т у V ш Zillig, W .; Holtz, I .; Janekovic, D .; Schafer, W .; Рейтер, WD (1983). «Archaebacterium Thermococcus celer представляет новый род в термофильной ветви архебактерий». Syst. Прил. Microbiol . 4 : 88–94. DOI : 10.1016 / s0723-2020 (83) 80036-8 .
- ^ a b c d e f Зиллиг, В., К. О. Стеттер, В. Шафер, Д. Янекович, С. Вундерл, И. Хольц и П. Палм. «Thermoproteales: Новый Орден Архебактерий». Zentralblatt für Bakteriologie Mikrobiologie und Hygiene 2 (1981): 205-27. Распечатать.
- ^ a b c d Блейми, Дж., М. Чионг, К. Лопес и Э. Смит. 1999. Оптимизация условий роста чрезвычайно термофильных микроорганизмов Thermococcus celer и Pyrococcus woesei . Журнал микробиологических методов. Том: 38: 1-2: 169-175. Распечатать.
- ^ Пейс, Н.Р. (2006). "Время перемен". Природа . 441 (7091): 289. Bibcode : 2006Natur.441..289P . DOI : 10.1038 / 441289a . PMID 16710401 .
- ^ Бун, Дэвид Р. и Ричард В. Кастенхольц. Bergey's Manual® по систематической бактериологии Том первый Археи и глубоко ветвящиеся и фототрофные бактерии. Второе изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer New York, 2001. 341-344. Распечатать.
- ^ Гэдд, Джеффри М. «Путь ЭМИ». Бактериальная физиология и метаболизм. Автор Бьюнг Х. Ким. Нью-Йорк: Кембридж, 2008. 65-67. Распечатать.
дальнейшее чтение
- Ли, Чи-Фунг; Махатадзе, Георгий I .; Вонг, Кам-Бо (2005). «Влияние замен заряда на аланин на стабильность рибосомного белка L30e из Thermococcus celer». Биохимия . 44 (51): 16817–16825. DOI : 10.1021 / bi0519654 . PMID 16363795 .
- Ким, Ки Пум; Пэ, Хиджин; Ким, Ин Хе; Квон, Сук-Тэ (2011). «Клонирование, экспрессия и применение ПЦР ДНК-полимеразы из гипертермофильной археи, Thermococcus celer». Письма о биотехнологии . 33 (2): 339–346. DOI : 10.1007 / s10529-010-0434-2 .
- Рид, Кристофер Дж .; Льюис, Хантер; Трехо, Эрик; Уинстон, Верн; Эвилия, Кэрин (14 августа 2013 г.). «Белковые адаптации у архей-экстремофилов» . Археи . 2013 : 14. DOI : 10,1155 / 2013/373275 . PMC 3787623 . PMID 24151449 .
- Вонг, Кам-Бо; Байкрофт, Марк; Вонг, Кам-Бо (18 марта 2003 г.). «Кристаллическая структура рибосомного белка L30e из экстремального термофила Thermococcus celer: термостабильность и связывание РНК». Биохимия . 42 (10): 2857–65. DOI : 10.1021 / bi027131s . PMID 12627951 .
Внешние ссылки
- Типовой штамм Thermococcus celer в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию