Lämpö

Lämpö

Kaavioesitys Thermotoga -suvun bakteerista
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:bakteeritTyyppi:Thermotogae ( Thermotogae Reysenbach 2001 )Luokka:ThermotogitTilaus:Thermotogales Reysenbach 2002Perhe:Lämpö
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Thermotogaceae Reysenbach 2002

Thermotogae [1] ( lat.  Thermotogaceae ) on bakteeriperhe , joka kuuluu termotogae -tyypistä ja -luokasta [2] [3] [4] ( Thermotogae ). Gram-negatiiviset anaerobiset , enimmäkseen termofiiliset ja hypertermofiiliset mikro -organismit [5] . Tyyppisuvun nimi Thermotoga , josta korkeampien taksonien nimet ovat peräisin, kuvastaa sen olemassaoloa korkeissa lämpötiloissa yhdistettynä tyypilliseen tapausmaiseen rakenteeseen nimeltä "toga", joka ympäröi näiden lajien soluja [6] .

Vaikka Thermotogaceae -lajit värjäytyvät negatiivisesti Gramille, niitä ympäröi yksi lipidikalvo, joten ne ovat monodermisiä bakteereja [7] [8] . Suhteellisen äskettäin on löydetty Thermotogaceae -lajin edustajia, jotka elävät mesofiilisissä lämpötiloissa [9] .

Taksonomia

Thermotogal-perhe on Thermotogales -lahkon ainoa edustaja . Heinäkuusta 2019 lähtien perheeseen kuuluu 3-4 sukua [10] :

NCBI :n mukaan perheeseen kuuluu 4 sukua, mutta 3 niistä on muita [11] :

16S rRNA :n fylogeneettisessä puussa Thermotogaen on havaittu haarautuvan yhdessä Aquificaen (toinen hypertermofiilisistä organismeista koostuva pesä ) kanssa bakteerien ja arkkien haarautumiskohdan läheisyydessä [5] [6] . Kuitenkaan fylogeneettiset tutkimukset, jotka perustuvat muiden geenien ja proteiinien sekvenssivertailuihin [12] [13] [14] [15] , eivät tue syviä suhteita Thermotogaen ja Aquificaen välillä sekä jälkimmäisen varhaista jälkeläistä. konservatiiviset taksoni-spesifiset indelit (insertit ja deleetiot) useissa erittäin konservoituneissa kaikkialla läsnä olevissa proteiineissa [16] . Thermotoga e ovat myös herättäneet tutkijoiden huomion, koska on raportoitu erittäin merkittävästä horisontaalisesta geeninsiirrosta näiden bakteerien ja arkkien välillä [17] [18] . Viimeaikaiset tutkimukset, jotka perustuvat vahvempiin menetelmiin, osoittavat kuitenkin, että horisontaalinen geeninsiirto Thermotogaen ja muiden ryhmien, mukaan lukien Archaea , välillä ei ole niin yleistä kuin aikaisemmat tutkimukset ehdottivat [19] [20] [21] [22] .

Tyypillisiä molekyyligeneettisiä piirteitä

Viime aikoihin asti ei tiedetty biokemiallisia tai molekyyligeneettisiä markkereita, jotka erottaisivat Thermotogae -tyypin lajit kaikista muista bakteereista [5] . Äskettäinen vertaileva genomianalyysi on kuitenkin paljastanut suuren määrän konservoituneita allekirjoitusindeleja (CSI) tärkeissä proteiineissa, jotka ovat spesifisiä joko koko Thermotogae -suville tai joillekin sen alaryhmille [21] .

Kahdeksantoista näistä elintärkeissä proteiineissa, kuten Pol1:ssä, RecA:ssa, TrpRS:ssä ja ribosomaalisissa proteiineissa L4, L7/L12, S8, S9 jne., säilyneistä indelistä ovat ainutlaatuisia ja niitä on kaikissa Thermotogaceae -lajeissa , joiden genomi on sekvensoitu . Lisäksi näissä tutkimuksissa tunnistettiin myös 14 kladille spesifistä konservoitunutta indeliä , mukaan lukien suvut Fervidobacterium ja Thermosipho , 12 konservoitunutta indeliä, jotka ovat spesifisiä Thermotoga-suvulle ( paitsi Thermotoga lettingae ) ja 8 konservoitunutta indeliä, jotka voivat toimia suvun lajien molekyylimarkkereina. Thermosipho [21] .

Lisäksi erillisen kladin olemassaolo, joka koostuu lajeista Petrotoga mobilis , Kosmotoga olearia ja Thermotogales bakteeri mesG1, jotka haarautuvat varhain fylogeneettisen puun päävarresta , on perusteltua näille lajeille yhteisen 7 konservatiivisen indelin läsnäololla [ 21] . Lisäksi kirjoittajat raportoivat, että jotkut CSI:t tukevat tietoja horisontaalisesta geeninsiirrosta Thermotogaen ja muiden prokaryoottiryhmien välillä [21] .

Phylogeny

Nykyinen taksonomia perustuu List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature (LPSN) [10] [23] ja fylogia on yhdenmukainen The All-Species Living Tree Project 111 :n [24] 16S rRNA-sekvenssipohjaisen julkaisun kanssa .

Huomautuksia:
♠ Kanta löytyy National Center for Biotechnology Information NCBI:stä, mutta sitä ei ole listattu Prokaryoottisten nimien luettelossa (LPSN)
♥ Kanta, jota ei ole listattu National Center for Biotechnology Information NCBI:ssä, mutta se on listattu Prokaryoottisten nimien luettelossa nimikkeistössä ( List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature LPSN)

Sovellus

Joitakin Thermotogaceae -lajeja pidetään houkuttelevina ehdokkaina käytettäväksi teollisissa prosesseissa , koska ne pystyvät menestymään korkeissa lämpötiloissa [25] . Thermotogaceae -eläinten kyky käyttää erilaisia ​​monimutkaisia ​​hiilivetyjä aineenvaihduntaprosessissa , samalla kun vapautuu vetykaasua, johtaa siihen, että nämä lajit mainitaan mahdollisena bioteknologisena energianlähteenä fossiilisille polttoaineille [26] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Shatalkin A.I. Kirjasta "Elämänpuun asennus" // Journal of General Biology. - 2006. - T. 67 , nro 3 . - S. 227-236 .
  2. ↑ Trotsenko Yu. A., Doronina N. V., Li Ts. D., Reshetnikov A. S. Kohtalaisen haloalkalifiiliset aerobiset metylobakteerit // Mikrobiologia. - 2007. - T. 76 , nro 3 . - S. 293-305 .
  3. ↑ Shatalkin A.I. Organismien luokituksen korkein jako. 3. Single-film (Monodermata) ja Double-film (Didermata) organismit // Journal of General Biology. - 2004. - T. 65 , nro 3 . - S. 195-210 .
  4. ↑ Zavarzin G. A. Proteobakteerit: ekologinen periaate prokaryoottien systematiikassa  // Luonto . - Tiede , 1990. - Nro 5 . - S. 11 .
  5. ↑ 1 2 3 Huber R. ja Hannig M. (2006) Thermotogales. Prokaryotes 7 : 899-922.
  6. ↑ 1 2 Reysenbach A.-L. (2001). Philum BII. Thermotogae phy. marraskuu. Julkaisussa: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, pp. 369-387. Toim. DR Boone, RW Castenholz. Springer-Verlag: Berliini.
  7. ↑ Gupta RS Proteiinin fylogeniat ja allekirjoitussekvenssit: Uudelleenarviointi arkkibakteerien, eubakteerien ja eukaryoottien välisistä evoluutiosuhteista  //  Microbiol Mol Biol Rev : Journal. - 1998. - Voi. 62 . - s. 1435-1491 . — PMID 9841678 .
  8. ↑ Gupta RS Diderm-bakteerien (Gram-negatiivisten) alkuperä: antibioottien valintapaine endosymbioosin sijaan johti todennäköisesti bakteerisolujen kehittymiseen kahdella kalvolla  //  Antonie van Leeuwenhoek: lehti. - 2011. - Voi. 100 . - s. 171-182 . - doi : 10.1007/s10482-011-9616-8 . — PMID 21717204 .
  9. ↑ Nesbo CL, Kumaraswamy R., Dlutek M., Doolittle WF ja Foght J. Etsitään mesofiilisiä Thermotogales bakteereja: "mesotogas" luonnossa  //  Appl Environ Microbiol : Journal. - 2010. - Vol. 76 . - P. 4896-4900 . - doi : 10.1128/AEM.02846-09 . — PMID 20495053 .
  10. ↑ 1 2 Domeenien ja fylan luokittelu - Prokaryoottien (bakteerien) hierarkkinen luokitus : Versio 2.2  : [ eng. ]  // LPSN. - 2019 - 22. kesäkuuta.
  11. ↑ NCBI: Thermotogaceae . Haettu 3. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 2. toukokuuta 2022.
  12. ↑ Klenk HP, Meier TD, Durovic P., et ai. Aquifex pyrophilusin RNA-polymeraasi : Vaikutukset bakteerien rpoBC- operonin ja äärimmäisen termofiilisten bakteerien evoluutioon  (englanniksi)  // J Mol Evol : Journal. - 1999. - Voi. 48 . - s. 528-541 . — PMID 10198119 .
  13. ↑ Gupta RS Proteobakteerien fysiologia: suhteet muihin eubakteerilajeihin ja eukaryooteihin  //  FEMS Microbiol Rev : aikakauslehti. - 2000. - Voi. 24 . - s. 367-402 . — PMID 10978543 .
  14. ↑ Ciccarelli FD, Doerks T., von Mering C., Creevey CJ, Snel B. ja Bork P. Kohti erittäin ratkaisevan elämänpuun automaattista rekonstruktiota  //  Tiede : Journal. - 2006. - Voi. 311 . - s. 1283-1287 . - doi : 10.1126/tiede.1123061 . — PMID 16513982 .
  15. ↑ Di Giulio M. Universaali esi-isä oli termofiili tai hypertermofiili: Testit ja lisätodisteet  //  J Theor Biol : Journal. - 2003. - Voi. 221 . - s. 425-436 . — PMID 12642117 .
  16. ↑ Griffiths E.- ja Gupta RS Signature -sekvenssit erilaisissa proteiineissa tarjoavat todisteita Aquificales-lahkon myöhäisestä erosta. (englanti)  // International Microbiol : Journal. - 2004. - Voi. 7 . - s. 41-52 . — PMID 15179606 .
  17. ↑ Nelson K.E., Clayton R., Gill S. et ai. Todisteita lateraalisesta geeninsiirrosta Archaean ja bakteerien välillä Thermotoga maritiman  (englanniksi) genomisekvenssistä  // Nature : Journal. - 1999. - Voi. 399 , no. 6734 . - s. 323-329 . - doi : 10.1038/20601 . — PMID 10360571 .
  18. ↑ Nesbo CL, L'Haridon S., Stetter KO ja Doolittle WF Kahden "arkealaisen" geenin fylogeneettiset analyysit Thermotoga maritimassa paljastavat useita siirtoja Archaean ja Bacteria välillä  //  Mol Biol Evol : Journal. - 2001. - Voi. 18 . - s. 362-375 . — PMID 11230537 .
  19. ↑ Ochman H., Lawrence JG ja Groisman EA Lateraalinen geeninsiirto ja bakteeri-innovaatioiden  luonne //  Nature : Journal. - 2000. - Voi. 405 . - s. 299-304 . — PMID 10830951 .
  20. ↑ Zhaxybayeva O., Swithers KS, Lapierre P. et ai. Thermotogales  (englanniksi) kimeerisestä luonteesta, termofiilisestä alkuperästä ja filogeneettisestä sijainnista  // Proc Natl Acad Sci USA : Journal. - 2009. - Vol. 106 . - P. 5865-5870 . - doi : 10.1073/pnas.0901260106 . — PMID 19307556 .
  21. ↑ 1 2 3 4 5 Gupta RS ja Bhandari V. Thermotogae-suvun ja sen alaryhmien fysiologia ja molekulaariset allekirjoitukset  //  Antonie Van Leeuwenhoek : Journal. - 2011. - Voi. 100 . - s. 1-34 . - doi : 10.1007/s10482-011-9576-z . — PMID 21503713 .
  22. ↑ Kunisawa T. Päätelmä syvyyden fylogeneettisesta sijainnista Deferribacteres geenijärjestyksen vertailusta  //  Antonie van Leeuwenhoek : Journal. - 2011. - Voi. 99 . - s. 417-422 . - doi : 10.1007/s10482-010-9492-7 . — PMID 20706870 .
  23. ↑ Sayers et ai. Thermotogae . National Center for Biotechnology Information (NCBI) taksonomiatietokanta [1] . Haettu 20. maaliskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 20. marraskuuta 2017.
  24. ↑ Kaikkien lajien elävä puuprojekti . 16S rRNA-pohjainen LTP-julkaisu 111 (täysi puu) . Silva Comprehensive Ribosomal RNA -tietokanta [2] . Haettu 20. maaliskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 23. syyskuuta 2015.
  25. ↑ Eriksen NT, Riis ML, Holm NK ja Iversen N. H(2) synteesi pentooseista ja biomassasta Thermotoga spp. (englanti)  // Biotechnol Lett. : päiväkirja. - 2010. - Vol. 33 , ei. 2 . - s. 293-300 . - doi : 10.1007/s10529-010-0439-x . — PMID 20960218 .
  26. ↑ Conners SB, Mongodin EF, Johnson MR, Montero CI, Nelson KE ja Kelly RM Hypertermofiilisten Thermotoga - lajien  mikrobibiokemia , fysiologia ja bioteknologia //  FEMS Microbiol Rev : Journal. - 2006. - Voi. 30 . - s. 872-905 . — PMID 17064285 .