Cupriavidus metallidurans

Cupriavidus metallidurans

Pyyhkäisyelektronimikroskoopin valokuva kultahippusta , jossa näkyy mikrokimpaleen bakteriomuoto (geometrisesti samanlainen kuin bakteerien ääriviivat)
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:bakteeritTyyppi:ProteobakteeritLuokka:Beta ProteobakteeritTilaus:BurkholderialesPerhe:BurkholderiaceaeSuku:CupriavidusNäytä:Cupriavidus metallidurans
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Cupriavidus metallidurans (Goris et al. 2001) Vandamme ja Coenye 2004
Synonyymit
  • Ralstonia metallidurans
    Goris et ai. 2001
    [1]
  • Wautersia metallidurans (Goris et al. 2001) Vaneechoutte et al. 2004 [1]

Cupriavidus metallidurans  (lat.)  on ei -itiöjä muodostava gramnegatiivinen bakteeri , joka on kehittynyt sopeutumaan ympäristön suuriin raskasmetalli-ionipitoisuuksiin - pitoisuuksiin , jotka ovat ilmeisesti tappavia useimmille muille mikro -organismeille tai ainakin häiritsevät merkittävästi niiden toimintaa. lisääntyminen ja elintoiminto [2] [3] . Tämän vuoksi tämä bakteeri on erittäin kätevä kohde laboratoriotutkimukseen raskasmetalli-ionien myrkytyksen aiheuttamista häiriöistäelävän solun sisällä tapahtuvien biokemiallisten prosessien

Synonyymit

Aiemmin tätä bakteeria kutsuttiin nimellä Ralstonia metallidurans [4] . Jo aikaisemmin se tunnettiin nimillä Ralstonia eutropha ja Alcaligenes eutrophus [5] .

Tämän bakteerin CH34-kanta on tällä hetkellä parhaiten tutkittu [5] .

Geneettiset ominaisuudet

Tällä bakteerilla, vaikka se ei ole patogeeninen kasveille, ihmisille tai eläimille, on korkea geneettinen suhde ( genomin sekvenssien homologia ) tärkeän kasvipatogeenisen bakteerin Ralstonia solanacearum [6] kanssa .

Tämän bakteerin vastustuskyky suurille raskasmetallipitoisuuksille ulkoisessa ympäristössä saadaan aikaan useilla biokemiallisilla sopeutumismekanismeilla. Geenit, jotka koodaavat kaikkia näitä biokemiallisia adaptaatioita ja lopulta määrittävät C. metalliduransin resistenssin suuria raskasmetallipitoisuuksia vastaan, ovat keskittyneet bakteerikromosomien kahteen luonnolliseen megaplasmidiin pMOL28 ja pMOL30 . Potentiaalisesti tämä mahdollistaa plasmidin siirtymisen muihin bakteerilajeihin, joilla on kaikki raskasmetalliresistenssimekanismit horisontaalisten plasmidigeeninsiirtomekanismien kautta [2] [3] [7] .

Tällä hetkellä tämän bakteerin genomi on jo täysin sekvensoitu. Joint Institute for Genetics -instituutin tutkijat voivat saada alustavia, selittämättömiä sekvensointitietoja sen genomista [3] .

Biokemialliset ominaisuudet

Tämä bakteeri on aerobinen litoautotrofi , jolla on fakultatiivinen kyky elää ja kehittyä ympäristössä, joka sisältää vain epäorgaanisia mineraalisuoloja sekä veteen liuenneita kaasumaisia ​​H 2 , O 2 ja CO 2 , orgaanisen hiilen lähteiden puuttuessa . Näissä ankarissa, rajoittavissa olosuhteissa energiaosajärjestelmä, joka tarjoaa bakteerisolulle sen elintoimintojen ja orgaanisten yhdisteiden biosynteesin tarvitseman energian, yksinkertaistuu. Tällaisissa olosuhteissa se sisältää vain hydrogenaasia, elektronien kuljetuksen hengitysketjun entsyymejä ja adenosiinitrifosfataasia . Siten tämän bakteerin energia-alajärjestelmä näissä ankarasti rajoittavissa olosuhteissa on hyvin yksinkertainen ja selvästi erotettu anabolisista alajärjestelmistä, joiden toiminta alkaa Calvinin syklillä hiilidioksidin (CO 2 ) kiinnittämistä varten. Tämä helpottaa tutkijoiden kykyä tutkia tämän bakteerin energiaosajärjestelmää [8] .

Ei-patogeeninen

Tämä bakteeri ei ole patogeeninen , eli se ei ole vaarallinen ihmisille, eläimille tai kasveille. Tämän ansiosta voit kätevästi ja turvallisesti tutkia sitä laboratoriossa, keinotekoisissa ravintoaineissa lähellä sen luonnollista elinympäristöä, ilman vaarallisten patogeenisten bakteerien kanssa työskentelyssä vaadittavia lisäturvatoimenpiteitä [3] .

Ekologinen merkitys

Tällä bakteerilla on suuri ekologinen merkitys, koska sekä se että sen geneettisesti sukua olevat tai biogeosenoottisesti läheiset bakteerilajit hallitsevat mesofiilisissä ympäristöissä, jotka ovat raskaasti raskasmetallien saastuttamia [5] [9] .

Teollinen arvo

Tällä bakteerilla on suuri teollinen merkitys. Sitä käytetään teollisuusjätettä sisältävästä jätevedestä sekä saastuneesta maaperästä ja vesistä raskasmetallikontaminaation bioremediaatioon (biologiseen poistoon) ja näiden epäpuhtauksien havaitsemiseen [3] . Lisäksi sitä käytetään teollisuudessa erilaisten orgaanisten ksenobioottien tuhoamiseen tai neutralointiin . Tämän bakteerin teollisessa käytössä orgaanisten ksenobioottien neutralointiin on tärkeää, että se säilyttää kykynsä biotransformoida ksenobiootteja jopa silloin, kun läsnä on suuria pitoisuuksia raskasmetalleja, jotka estävät useimpien muiden bakteerien aineenvaihduntaa , mukaan lukien niiden kyky metaboloitua ja neutraloi ksenobiootit [10] .

Rooli kullan biogeokemiassa

Tällä bakteerilla on yhdessä Delftia acidovorans -bakteerin kanssa erittäin tärkeä rooli kullan biogeokemiassa ja erityisesti kultakerrostumien ja kultahippujen muodostumisessa. Se pystyy saostamaan metallikultaa kultatrikloridiliuoksesta  , joka on useimmille muille mikro-organismeille erittäin myrkyllinen yhdiste [11] [12] [13] .

Muistiinpanot

  1. 1 2 Suku Cupriavidus  : [ eng. ]  // LPSN .  (Käytetty: 7. syyskuuta 2018) .
  2. 1 2 Nies, DH Mikrobien raskasmetalliresistenssi  // Applied Microbiology and  Biotechnology. - Springer , 1999. - Voi. 51 , nro. 6 . - s. 730-750 . - doi : 10.1007/s002530051457 . — PMID 10422221 .
  3. 1 2 3 4 5 Nies, DH Raskasmetalliresistentit bakteerit extremofiileina: Ralstonia spec.:n molekyylifysiologia ja bioteknologinen käyttö. CH34  (englanti)  // Extremophiles: Journal. - 2000. - Voi. 4 , ei. 2 . - s. 77-82 . - doi : 10.1007/s007920050140 . — PMID 10805561 .
  4. Vandamme P., Coeyne T. Cupriavidus -suvun taksonomia: kadonneiden ja löydettyjen kertomus  (englanniksi)  // International Journal of systematic and Evolutionary Microbiology : Journal. - 2004. - 18. kesäkuuta ( nide 54 , no. kohta 6 ). - P. 2285-2289 . - doi : 10.1099/ijs.0.63247-0 . — PMID 15545472 .
  5. 1 2 3 Goris J. et ai. Teollisista biotoopeista peräisin olevien metalliresistenttien bakteerien luokitus Ralstonia campinensis sp. marraskuuta, Ralstonia metallidurans sp. marraskuu. ja Ralstonia basilensis Steinle et ai. 1998 korjaus. (englanniksi)  // Int J Syst Evol Microbiol: Journal. - 2001. - Voi. 51 , nro. Pt 5 . - P. 1773-1782 . - doi : 10.1099/00207713-51-5-1773 . — PMID 11594608 .
  6. Salanoubat M. et ai. Kasvipatogeenin Ralstonia solanacearum  genomisekvenssi (englanniksi)  // Nature : Journal. - 2002. - Voi. 415 , nro. 6871 . - s. 497-502 . - doi : 10.1038/415497a . — PMID 11823852 .
  7. Monchy, S.; M.A. Benotmane; P. Janssen; T. Vallaeys; S. Taghavi; D. van der Lelie; M. Mergeay. Cupriavidus metalliduransin plasmidit pMOL28 ja pMOL30 ovat erikoistuneet maksimaaliseen elinkelpoiseen vasteeseen raskasmetalleille  //  Journal of Bacteriology : päiväkirja. — American Society for Microbiology, 2007. - lokakuu ( nide 189 , nro 20 ). - P. 7417-7425 . - doi : 10.1128/JB.00375-07 . — PMID 17675385 .
  8. Mergeay, M.; D. Nies; H. G. Schlegel; J. Gerits; P. Charles; F. van Gijsegem. Alcaligenes eutrophus CH34 on fakultatiivinen kemolitotrofi, jolla on plasmidiin sitoutunut vastustuskyky raskasmetalleille  //  Journal of Bacteriology : päiväkirja. — American Society for Microbiology, 1985. - Voi. 162 , no. 1 . - s. 328-334 . — PMID 3884593 .
  9. Diels, L.; Q Dong; D. van der Lelie; W. Baeyens; M. Mergeay. Alcaligenes eutrophus CH34:n czc-operoni: vastustusmekanismista raskasmetallien poistoon  (englanniksi)  // Journal of Industrial Microbiology : aikakauslehti. - 1995. - Voi. 14 , ei. 2 . - s. 142-153 . - doi : 10.1007/BF01569896 . — PMID 7766206 .
  10. Springael, D.; L. Diels; L. Hooenberghs; S. Kreps; M. Mergeay. Raskasmetalliresistenttien haloaromaattista hajoamista aiheuttavien Alcaligenes eutrophus -kantojen rakentaminen ja karakterisointi  (englanniksi)  // Appl Environ Microbiol : Journal. - 1993. - Voi. 59 , ei. 1 . - s. 334-339 . — PMID 8439161 .
  11. Reith, Frank; Stephen L. Rogers; DC McPhail; Daryl Webb. Biomineralization of Gold: Biofilms on Bacterioform Gold  (englanti)  // Science : Journal. - 2006. - 14. heinäkuuta ( nide 313 , nro 5784 ). - s. 233-236 . - doi : 10.1126/tiede.1125878 . - . — PMID 16840703 . Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2009.
  12. Bakteerit, jotka pystyvät tuottamaan puhdasta kultaa Arkistoitu 7. syyskuuta 2018 Wayback Machinessa .
  13. Bakteerit, jotka muuttavat myrkyllisiä kultasuoloja puhtaaksi kullaksi Arkistoitu 9. tammikuuta 2015 Wayback Machinessa .

Linkit