Брокадия

« Candidatus Brocadia» — это род бактерий Candidatus , что означает, что, хотя он хорошо охарактеризован, его еще не выращивали в виде чистой культуры. ^{[6] [7]} В связи с этим большая часть того, что известно о видах Candidatus (включая Brocadia), была обнаружена с использованием методов, не зависящих от культуры, таких как анализ метагеномной последовательности. ^[6]

Некоторые примечательные виды в пределах этого рода включают типовой вид, Candidatus Brocadia anammoxidans , наряду с Candidatus Brocadia sinica и Candidatus Brocadia fulgida . Многие из видов в этом роде, включая уже перечисленные, способны к анаэробному окислению аммония, также известному как анаммокс , важной части глобального азотного цикла . ^{[8] [9]} Анаммокс работает путем преобразования фиксированного азота обратно в газ N ₂ в атмосфере. ^[9] Бактерии анаммокса имеют уникальную, связанную с мембраной органеллу, где происходит этот процесс анаммокса — она называется анаммоксосома. ^[7]

Филогения на основе GTDB 09-RS220 по базе данных таксономии генома ^{[10] [11] [12]}

Candidatus Brocadia относится к типу Planctomycetota . ^[13] Эти бактерии известны несколькими отличительными фенотипическими признаками, включая ямки на поверхности клеток (кратерообразные структуры), отсутствие пептидогликана в клеточной стенке, компартментализацию и даже почкование вместо бинарного деления . ^[13]

Компартментализация Ca. Brocadia и анаммокс-бактерии в целом представляют большой интерес. Известно, что они имеют три основных компартмента: (1) парифоплазма, (2) рибоплазма и (3) анаммоксосома, как показано на рисунке 1. ^[7 ]

Парифоплазма — это самый внешний отсек клетки, в то время как самый внутренний отсек — это рибоплазма, которая содержит рибосомы и ДНК клетки. ^[7] Анаммоксосома — это связанный с мембраной компонент клетки, который не содержит ДНК или рибосомы, и именно там происходит процесс анаммокса . ^[7] Это то, что делает анаммокс-бактерии уникальными, поскольку прокариоты обычно не имеют связанных с мембраной органелл.

Ca. Brocadia, как и другие анаммокс-бактерии, имеют интегральные ладдерановые липиды, встроенные в мембраны их анаммоксосом. ^[14] Это помогает предотвратить загрязнение и повреждение остальной части клетки любыми токсичными промежуточными продуктами процесса анаммокс, такими как гидразин. ^[14]

Эти бактерии встречаются во многих природных средах, где происходит процесс анаммокс , и играют важную роль в преобразовании фиксированного азота в газообразный азот (N ₂ ) , который выбрасывается в атмосферу. ^[14] Бактерии анаммокс, подобные тем, что входят в состав Ca. Brocadia, были впервые обнаружены в Черном море , а затем в Аравийском море , оба водоема в основном бескислородные и представляют собой идеальные условия для процесса анаммокс. ^[14]

Род Ca. Brocadia и другие используются на промышленных очистных сооружениях с использованием реакторов периодического действия , вращающихся биологических контакторов , мембранных биореакторов и многих других. ^[15] Эти реакторы идеально подходят для очистки промышленных сточных вод из-за их высокой способности удерживать ил . ^[15]

Было проведено много исследований относительно физиологических свойств различных анаммокс-бактерий, включая их роль в процессе анаммокса , то, как они действуют в процессе анаммокса, и другие ключевые особенности, которые отличают их друг от друга. Сравнения между важными и примечательными видами приведены здесь.

Ca. B. anammoxidans — типовой вид для рода Ca. Brocadia и первая известная анаммокс-бактерия. ^[13] Название было выбрано на основе места обнаружения бактерий: «Brocadia» — для пилотного завода, на котором они были обнаружены в Gist-brocades, а «anammoxidans» — из-за их способности осуществлять анаммокс. ^[13] Это было установлено после того, как их 16S рибосомальная ДНК была извлечена, амплифицирована и секвенирована, и было обнаружено, что они относятся к типу Planctomycetota . ^[13]

Ca. B. sinica напрямую сравнивали с его типовым видом как в естественных, так и в искусственных средах, где проводился анаммокс. Было обнаружено, что у Ca. B. sinica немного более высокие температуры роста, в то время как у Ca. B. anammoxidans были немного более низкие температуры, но более широкий диапазон. ^[16] pH роста оставались схожими, при этом у Ca. B. sinica были немного более высокие требования к pH. ^{[16] Также было показано, что} у Ca. B. sinica сравнительно более высокая устойчивость к растворенному кислороду в среде роста . ^[16] Ca. B. sinica вытесняет Ca. B. anammoxidans в искусственных средах с высоким содержанием аммония и нитрита , но он будет вытеснен в естественных средах из-за ограниченной доступности аммония и нитрита. ^[16]

Ca. B. fulgida, как было обнаружено, автофлуоресцирует в правильных концентрациях и агрегациях, но не как отдельная клетка. ^[14] Более конкретно, было обнаружено автофлуоресцентное вещество, окружающее его клетки, но пока не идентифицированное далее. Были обнаружены два значения возбуждения и испускания, связанные с этой автофлуоресценцией, что может указывать на то, что более чем одно соединение вносит вклад в эту уникальную черту. ^[14]

Отмечено, что этот вид имеет более высокие скорости окисления формиата и ацетата , чем его типовой вид Ca. B. anammoxidans . ^[14] Предполагается, что Ca. B. fulgida сначала преобразует ацетат в CO ₂ , а затем включает CO ₂ в ацетил-КоА . Это уникально, поскольку это намного сложнее, чем путь, который преобразует ацетат в ацетил-КоА. ^[14]

• Список родов бактерий
• Список бактериальных отрядов