Бделловибрион
Род бактерий

Бделловибрион
Центральный срез криотомограммы интактной клетки Bdellovibrio bacteriovorus . Масштабная линейка 200 нм
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Bdellovibrionota
Сорт:Бделловибриония
Заказ:Bdellovibrionales
Семья:Bdellovibrionaceae
Род:Бделловибрио
Столп и Старр, 1963 г.
Типовой вид
Bdellovibrio bacteriovorus
Столп и Старр 1963
Разновидность

Bdellovibrio — род грамотрицательных, облигатно аэробных бактерий . Одной из наиболее примечательных характеристик этого рода является то, что его представители могут охотиться на другие грамотрицательные бактерии и питаться биополимерами , например, белками и нуклеиновыми кислотами, своих хозяев. У них есть два образа жизни: зависимая от хозяина, высокомобильная фаза, «фаза атаки», в которой они образуют «бделлопласты» в своих бактериях-хозяевах; и медленнорастущая, неправильной формы, независимая от хозяина форма. [1]

Bdellovibrio bacteriovorus

Наиболее хорошо изученным из них является Bdellovibrio bacteriovorus , который встречается в природе почти исключительно в зависимом от хозяина росте. В этой форме атаки свободного плавания после поиска добычи с помощью своих пилей он прорывает внешнюю мембрану хозяина/пептидогликановую клеточную стенку и проникает в периплазматическое пространство . Затем бактерия Bdellovibrio образует структуру, называемую бделлопластом. Этот бделлопласт создается, когда клетка хозяина модифицируется, чтобы стать сферической. Внутри бделлопласта теряется единственный большой жгутик хищного Bdellovibrio. Затем клетка хозяина быстро погибает, позволяя молекулам из внутренней части цитоплазмы хозяина свободно проходить через периплазму, а периплазма, в которой обитает Bdellovibrio, питаться. [2] Используя некоторые из этих молекул , Bdellovibrio создает защитную среду, укрепляя пептидогликановую клеточную стенку хозяина, в которой он теперь обитает, с помощью амидаз и транспептидаз . Примерно через 4 часа, в зависимости от температуры окружающей среды, Bdellovibrio резко увеличивается в размерах благодаря этому питанию. Он делится для репликации, а затем покидает клетку хозяина посредством окончательного лизиса клеточной стенки и мембран. Недавно появившиеся Bdellovibrio используют свои недавно выросшие мощные жгутики, чтобы уплыть и найти следующего подходящего хозяина. Из-за этой прерывистой стадии бделлопласта и кратковременной паразитической фазы (15-20 минут) Bdellovibrio можно считать бактериальными хищниками или паразитами.

Bdellovibrio bacteriovorus был впервые описан Штольпом и Петцольдом в 1962 году. В 2012 году был идентифицирован еще один представитель вида Bdellovibrio — « Bdellovibrio tiberius» из реки Тибр. [3] Этот вид более способен к независимому от хозяина росту.

Мало что известно о Bdellovibrio exovorus [4] , внепаразитическом бделловибрионе, который не может проникнуть в свою добычу и не образует бделлопласты.

Появление

Под световым микроскопом зависимый от хозяина Bdellovibrio выглядит как подвижный стержень в форме запятой размером около 0,3–0,5 на 0,5–1,4  мкм с едва различимым жгутиком . Bdellovibrio выглядят как растущая прозрачная бляшка на «лужайке» E. coli . Примечательно, что у Bdellovibrio есть оболочка, которая покрывает его жгутик — редкая особенность для бактерий. Движение жгутика прекращается, как только Bdellovibrio проникает в свою добычу, и жгутик затем сбрасывается.

Независимые от хозяина Bdellovibrio кажутся аморфными и крупнее хищной фазы.

Условия культивирования

B. bacteriovorus , по-видимому, повсеместно распространены в природе и в созданных человеком местообитаниях. Их находили в образцах почвы, ризосфере корней растений, реках, океанах, сточных водах, кишечнике и фекалиях птиц и млекопитающих и даже в раковинах устриц и жабрах крабов. [5] B. bacteriovorus способны процветать практически в любой среде обитания, общие требования таковы, что в их среде должен быть кислород и некоторые другие грамотрицательные бактерии. Оптимальная температура для них составляет 28-30 °C, что делает B. bacteriovorus мезофилом. Bdellovibrio выращивают в лаборатории в стационарной фазе HI (независимой от хозяина) при 29 °C на агаре с дрожжевым пептонным бульоном. Зависимые от хозяина (хищные) культуры выращивают с популяцией E. coli S-17 при 29 °C в течение 16 часов. [3] Их также можно культивировать с использованием слоев YPSC (дрожжевой экстракт, пептон, ацетат натрия, хлорид кальция) или лизатов добычи. [ необходима цитата ]

Жизненный цикл и паразитизм

Жизненный цикл Bdellovibrio . Bdellovibrio прикрепляется к грамотрицательной бактерии после контакта и проникает в периплазматическое пространство жертвы. Оказавшись внутри, происходит удлинение, и клетки-потомки высвобождаются в течение 4 часов. [6]

Клетки Bdellovibrio могут плавать со скоростью до 160 мкм/с, или более чем в 100 раз превышающей длину их тела в секунду. Они плавают, используя одиночный полярный жгутик с характерной формой волны затухающей нити. Bdellovibrio атакует другие грамотрицательные бактерии, прикрепляясь к внешней мембране и пептидогликановому слою клетки-жертвы, после чего создает небольшое отверстие во внешней мембране. Затем клетка Bdellovibrio попадает в периплазматическое пространство хозяина . Она остается обратимо прикрепленной к нему в течение короткого периода «распознавания».

После периода распознавания он становится необратимо прикрепленным через полюс, противоположный жгутику. Оказавшись внутри периплазмы, клетка Bdellovibrio запечатывает отверстие в мембране и преобразует клетку-хозяина в сферическую морфологию, это происходит из-за секреции L , D транспептидаз, которые разрывают пептидогликан и, следовательно, заставляют клетку стать аморфной. Образовавшийся двухклеточный комплекс называется бделлопластом. Клетка Bdellovibrio использует гидролитические ферменты для расщепления молекул клетки-хозяина, которые она использует для нитевидного роста. Когда питательные вещества клетки-хозяина истощаются, нить разделяется, образуя потомство Bdellovibrio . Потомство становится подвижным, прежде чем оно лизирует клетку-хозяина и высвобождается в окружающую среду. Весь жизненный цикл занимает от трех до четырех часов и производит в среднем 3–6 клеток-потомков из одной E. coli или до 90 из более крупной добычи, такой как нитевидная E. coli . [7]

Цели видов Bdellovibrio , включая Vibrio vulnificus , могут подвергаться коинфекции Bdellovibrio и бактериофага . [8] Хотя считается, что округление добычи Bdellovibrio возникло в ходе эволюции для снижения коинфекции нескольких Bdellovibrio , более крупная добыча, которая не округляется, может быть инфицирована несколькими Bdello.

Геномика

Геном Bdellovibrio bacteriovorus HD100 был секвенирован в 2004 году. [9] Геном HD100 имеет длину 3 782 950 нуклеотидов , что больше, чем ожидалось, учитывая его небольшой размер. [10]

Филогения

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих постоянное место в номенклатуре (LPSN) [11] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI) [12].

LTP на основе 16S рРНК _10_2024 [13] [14] [15]120 маркерных белков на основе GTDB 09-RS220 [16] [17] [18]
Бделловибрион

B. bacteriovorus Столп и Старр 1963

B. reinosensis Ajao et al. 2022 год

Бделловибрион

Б. бактериоворус

B. рейносенсис

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Ловеринг, Эндрю Л.; Сокетт, Р. Элизабет (2021-04-12). «Профиль микроба: Bdellovibrio bacteriovorus: специализированный бактериальный хищник бактерий». Микробиология . 167 (4): 001043. doi : 10.1099/mic.0.001043 . ISSN  1350-0872. PMC 8289219.  PMID 33843574  .
  2. ^ Риттенберг SC, Шило M (апрель 1970 г.). «Раннее повреждение хозяина в инфекционном цикле Bdellovibrio bacteriovorus». Журнал бактериологии . 102 (1): 149– 60. doi :10.1128/jb.102.1.149-160.1970. PMC 284981. PMID  4908670 . 
  3. ^ ab Hobley L, Lerner TR, Williams LE, Lambert C, Till R, Milner DS и др. (ноябрь 2012 г.). «Анализ генома одновременно хищного и независимого от добычи нового Bdellovibrio bacteriovorus из реки Тибр подтверждает предсказания in silico как древнего, так и недавнего горизонтального переноса генов от различных бактерий». BMC Genomics . 13 : 670. doi : 10.1186/1471-2164-13-670 . PMC 3539863 . PMID  23181807. 
  4. ^ Коваль СФ, Хайнс СХ, Фланнаган Р.С., Пастернак З., Давидов Ю., Юркевич Э. (январь 2013 г.). «Bdellovibrio exovorus sp. nov., новый хищник Caulobacter crescentus». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 63 (1): 146–151 . doi : 10.1099/ijs.0.039701-0 . PMID  22368169.
  5. ^ Шемеш, И. (2003). «Маленький ест большого: экология и разнообразие Bdellovibrio и подобных организмов, а также их динамика во взаимодействиях хищник-жертва» (PDF) . Агрономия . 23 ( 5–6 ): 433–439 . doi :10.1051/agro:2003026. S2CID  17194037.
  6. ^ Мэдиган, Майкл Т. (7 января 2011 г.). Биология микроорганизмов Брока (глобальная редакция). Pearson Education. ISBN 978-0-321-73551-5.
  7. ^ Strauch, E.; Beck, S.; Appel, B. (2007). "Bdellovibrio и подобные организмы: потенциальные источники новых биохимикатов и терапевтических агентов?". Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том 4. стр. 131. doi :10.1007/7171_2006_055. ISBN 978-3-540-38577-6.
  8. ^ Чен, Х.; Уильямс, ХН (2012). «Совместное использование добычи: коинфекция бактерии вирусом и прокариотическим хищником». mBio . 3 (2): e00051-12. doi :10.1128/mBio.00051-12. PMC 3345577 . PMID  22511350. 
  9. ^ Rendulic S, Jagtap P, Rosinus A, Eppinger M, Baar C, Lanz C, Keller H, Lambert C, Evans KJ, Goesmann A, Meyer F, Sockett RE , Schuster SC (январь 2004 г.). «Хищник без маски: жизненный цикл Bdellovibrio bacteriovorus с точки зрения генома». Science . 303 (5658): 689– 692. doi :10.1126/science.1093027. PMID  14752164. S2CID  38154836.
  10. ^ Tudor, JJ; McCann, MP (2007). "Геномный анализ и молекулярная биология хищных прокариот". Хищные прокариоты . Монографии по микробиологии. Том 4. стр. 153. doi :10.1007/7171_056. ISBN 978-3-540-38577-6.
  11. ^ AC Parte; et al. "Bdellovibrio". Список названий прокариот со стоянием в номенклатуре (LPSN) . Получено 09.09.2022 .
  12. ^ Sayers; et al. "Bdellovibrio". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 2022-09-09 .
  13. ^ "The LTP" . Получено 10 декабря 2024 г. .
  14. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 10 декабря 2024 г. .
  15. ^ "LTP_10_2024 Release Notes" (PDF) . Получено 10 декабря 2024 г. .
  16. ^ "GTDB release 09-RS220". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
  17. ^ "bac120_r220.sp_labels". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
  18. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Bdellovibrio .
  • «Типовой штамм Bdellovibrio bacteriovorus в Бактериальном Дайве». База метаданных бактериального разнообразия .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bdellovibrio&oldid=1272524900"