Candidatus Pelagibacter ubique
"Candidatus Pelagibacter ubique" | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Systematyka | ||||||||||
| ||||||||||
Nazwa naukowa | ||||||||||
"Candidatus Pelagibacter ubique" | ||||||||||
Rappe i in. 2002 |
Candidatus Pelagibacter ubique jest prawdopodobnie najczęstszym rodzajem bakterii . Pierwotnie nosiła nazwę SAR11 i była znana jedynie z rybosomalnego RNA , które po raz pierwszy zidentyfikowano w próbkach z Morza Sargassowego w 1990 roku . Bakterie odpowiedzialne za to zostały wyizolowane w 2002 roku i nazwane Pelagibacter ubique . Jednak nie zostało to zrobione zgodnie z zasadami Kodeksu Bakteriologicznego (ICBN), tak więc Pelagibacter ubique nie jest prawidłową opublikowaną nazwą i dlatego bakteria jest znana jako „Candidatus Pelagibacter ubique” Rappé et al. 2002 ma być wyznaczony.
" Candidatus Pelagibacter ubique" występuje na całym świecie i żyje jako część planktonu , czyli swobodnie pływającego w oceanach. Należą do najmniejszych zdolnych do reprodukcji komórek, ich średnica wynosi zaledwie od 0,12 do 0,20 µm .
Z zaledwie 1354 genami bakterie te mają stosunkowo mały genom . Zawiera mniej paralogów niż jakakolwiek inna badana wolno żyjąca komórka, brak genów wirusowych i bardzo mało niekodującego DNA . „Candidatus Pelagibacter ubique” jest zatem bardzo wydajną formą życia, co również potwierdza jego masowe występowanie.
Ogólne informacje o bakterii
Są to bardzo małe morskie α – protebakterie, można je znaleźć we wszystkich oceanach i stanowią tam około 25% wszystkich komórek . Jest pierwszym wyhodowanym członkiem maleńkiej α – protebakterii. Posiada najmniejszy genom ze wszystkich znanych komórek rozrodczych i pełni funkcje biosyntezy dla wszystkich 20 aminokwasów . "Candidatus Pelagibacter ubique" rośnie dzięki związkom węgla rozpuszczonym w wodzie i czerpie energię z pompy proteorodopsyny kontrolowanej światłem oraz z oddychania komórkowego. Podczas badania genomu „ Candidatus Pelagibacter ubique” stwierdzono, że zawiera on geny, które akceptują DNA, w związku z czym przyjmuje się, że bakteria może wchłonąć obce DNA . Badania te wykazały również, że proporcja guaniny i cytozyny w genomie wynosi około 29,7%. Ponieważ większość transporterów w „Candidatus Pelagibacter ubique” ma bardzo wysokie powinowactwo do substratu, zużywa się mniej energii w postaci ATP , co również tłumaczy żywotność dużych populacji w pożywkach ubogich w składniki odżywcze.
Systematyka
Pojawia się coraz większa wątpliwość, czy „Candidatus Pelagibacter ubique” jest w rzeczywistości wolno żyjącym krewnym bezwzględnie pasożytniczej rickettsiae . Raczej stopień związku obliczony statystycznie zgodnie z zasadą maksymalnej oszczędności będzie prawdopodobnie oparty na artefakcie zwanym odchyleniem kompozycyjnym . Wyniki te sugerują, że Pelagibacterales jest taksonem siostrzanym dla Rickettsiales . Morris i in. (2005) oraz Gote i in. (2012) dzielą je na podgrupy w następujący sposób:
- Podgrupa Ia, ocean otwarty, Crown Group ( angielska grupa koron ) - z "Candidatus Pelagibacter ubique" HTCC1062
- Podgrupa Ib, ocean otwarty, klasa siostrzana Ia
- Podgrupa II, wybrzeże, podstawowa do Ia + Ib
- Podgrupa III, wody słonawe, wraz z siostrzaną klasą IV podstawową do I + II
- Podgrupa IV, znana również jako klad LD12, woda słodka
- Podgrupa V, z Alphaproteobacterium HIMB59, podstawowa do reszty
Reprezentacja tych relacji w kladogramie Pelagibacterale:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Podgrupa V (z α-proteobacterium HIMB59) |
|||||||||||||||||||||||||||||||
uprawa
Podczas uprawy „ Candidatus Pelagibacter ubique” naturalne zbiorowiska drobnoustrojów zostały rozcieńczone i wyizolowane w bardzo niskich dawkach pożywek. Pożywka składała się ze sterylnej wody przybrzeżnej z Oregonu , którą uzupełniono fosforanem (KH 2 PO 4 ), amonem (NH 4 Cl) i mieszaniną określonych związków węgla. Podczas izolowania komórek wykorzystano fakt, że stężenie substratu w naturalnej wodzie morskiej wynosi około jednej trzeciej stężenia w pożywkach laboratoryjnych. Po izolacji, macierze hodowli „ Candidatus Pelagibacter ubique” oznaczono metodą FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ) w celu poprawy ich widoczności pod mikroskopem .
Po inkubacji w 15°C przez 23 dni w ciemności lub w cyklu światło-ciemność 14 godz./10 godz. na błonę poliwęglanową nałożono małe objętości hodowli. Następnie zbadano międzygenowe sekwencje nukleotydowe izolowanych kultur i stwierdzono, że istnieją trzy genetycznie różne grupy, które różnią się tylko kilkoma nukleotydami lub insercją lub delecją. Ponieważ w dwóch z trzech grup (trzecia zawiera tylko jedną kulturę) inkubacja odbywała się zarówno w cyklu światło-ciemność, jak i tylko w ciemności, można było wykluczyć jakikolwiek wpływ światła.
Maksymalna gęstość komórek wynosi od 2,5 x 10 5 komórek na ml i 3,5 x 10 6 komórek na ml, w zależności od tego, gdzie i kiedy pobierano próbki, ale jest niezależna od składu węgla. Na podstawie tych wyników, uważa się, że czynniki naturalne kontrolować populację z Candidatus Pelagibacter ubique. Ma to ogromne znaczenie dla badań oceanograficznych, ponieważ pozwala na stwierdzenie, że można zidentyfikować czynniki chemiczne w wodzie , badając wzrost " Candidatus Pelagibacter ubique". BLAST wyszukiwania dla Paralog rodzin genów ujawniła, że „ candidatus Pelagibacter ubique” musi powstać z przypadku powielania.
literatura
- NA Logan, HM Lappin-Scott, PCF Oyston (red.): Różnorodność prokariotyczna: mechanizmy i znaczenie . Cambridge University Press, Cambridge i Nowy Jork 2006, ISBN 0-521-86935-8 .
- Stephen J. Giovannoni i in.: „Ujednolicenie genomu w kosmopolitycznej bakterii oceanicznej”. W: Science , 19 sierpnia 2005, s. 1242-1245.
- Steven Ashley: „Lean Gene Machine”. W: Scientific American , grudzień 2005, s. 26-28.
- Michael S. Rappé i in.: „Cultivation of the ubiquitous marine clade bacterioplancton SAR11”, „Nature”, wydanie sierpień 2002, s. 630-633.
linki internetowe
- Mikroskopowa wojna światowa na Wissenschaft.de od 13 lutego 2013 r. (za pośrednictwem archiwum internetowego z 16 lutego 2013 r.)
- Pelagibacterales (SAR11) , na: Microbe Wiki
- - Inna grupa ( klaster ) incertae sedis z Alphaproteobacteria
puchnąć
- ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Niektóre nazwy zawarte w kategorii Candidatus (kategoria taksonomiczna nieobjęta Regułami Kodeksu Bakteriologicznego). W: Lista imion prokariotycznych ze statusem w nomenklaturze (LPSN). Źródło 16 grudnia 2019 .
- ↑ Przeglądarka taksonomiczna Candidatus Pelagibacter. W: National Center for Biotechnology Information (NCBI) stronie . Źródło 16 grudnia 2019 .
- ↑ Naiara Rodríguez-Ezpeleta, T Martin Embley: Grupa alfa-proteobakterii SAR11 nie jest związana z pochodzeniem mitochondriów . W: PLoS Jeden . 7, nr 1, 2012, s. 22291975. doi : 10.1128 / JB.00934-06 . PMC 3264578 (darmowy pełny tekst). Streszczenie: Chociaż żyją na wolności, członkowie odnoszącej sukcesy grupy morskich alfa-proteobakterii SAR11 zawierają bardzo mały i bogaty w A+T genom, dwie cechy typowe dla mitochondriów i pokrewnych bezwzględnie pasożytów wewnątrzkomórkowych, takich jak Rickettsiales. Wcześniejsze analizy filogenetyczne sugerowały, że Candidatus Pelagibacter ubique, pierwszy hodowany członek tej grupy, jest spokrewniony z kladem Rickettsiales + mitochondriów, podczas gdy inni nie zgadzają się z tym wnioskiem. W celu określenia pozycji ewolucyjnej grupy SAR11 i jej związku z pochodzeniem mitochondriów przeprowadziliśmy analizy filogenetyczne konkatenacji 24 białek z 5 mitochondriów i 71 proteobakterii. Nasze wyniki potwierdzają, że grupa SAR11 nie jest siostrzaną grupą kladu Rickettsiales + mitochondriów i potwierdzają, że pozycja tej grupy w drzewie alfa-proteobakterii jest silnie uzależniona od artefaktów rekonstrukcji drzewa ze względu na błąd składu. W konsekwencji redukcja genomu i tendencja do wysokiej zawartości A + T mogły ewoluować niezależnie u gatunków SAR11, co wskazuje na inny kierunek w poszukiwaniu najbliższych krewnych mitochondriów i Rickettsiales. Ponadto nasze analizy budzą wątpliwości co do monofilii nowo zaproponowanej rodziny Pelagibacteraceae.
- ↑ Robert M. Morris, Kevin L. Vergin, Jang-Cheon Cho, Michael S. Rappé, Craig A. Carlson, Stephen J. Giovannoni: czasowa i przestrzenna reakcja linii bakterioplanktonu na coroczny wywrót konwekcyjny w Bermudach Atlantic Time-Series Study Site , w: ASLO Limnology and Oceanography 50 (5) z 18 listopada 2005, s. 1687-1696, doi: 10.4319 / lo.2005.50.5.1687
- ↑ Grote J, Thrash JC, Huggett MJ, Landry ZC, Carini P, Giovannoni SJ, Rappé MS: Usprawnianie i ochrona rdzenia genomu wśród bardzo rozbieżnych członków kladu SAR11. . W: mBio . 3, nr 5, 2012, s. E00252-12. doi : 10.1128 / mBio.00252-12 . PMID 22991429 . PMC 3448164 (darmowy pełny tekst).
- ↑ MM Salcher, J. Pernthaler, T. Posch: Dynamika kwitnienia sezonowego i ekofizjologia kladu siostrzanego kladu bakterii SAR11 „rządzących falami” (LD12) , w: ISME J, 2011, doi: 10.1038 / ismej.2011.8 . PMID 21412347 .
- ↑ Hyun-Myung Oh, Kae Kyoung Kwon, Ilnam Kang, Sung Gyun Kang, Jung-Hyun Lee, Sang-Jin Kim, Jang-Cheon Cho: Complete Genome Sequence of „ Candidatus Puniceispirillum marinum” IMCC1322, przedstawiciel kladu SAR116 w the Alphaproteobacteria , w: Journal of Bacteriology, 26 maja 2010, doi: 10.1128 / JB.00347-10 , PMID 20382761
- ↑ Ilnam Kang, Hyun-Myung Oh, Dongmin Kang, Jang-Cheon Cho: Genome of a SAR116 bakteriofag pokazuje występowanie tego typu faga w oceanach , w: PNAS 110 (30), 23 lipca 2013, s. 12343– 12348, doi: 10.1073 / pnas.1219930110