Фотобактерия глубокая
Виды бактерий

Фотобактерия глубокая
Конфокальное изображение штамма P. profundum SS9, экспрессирующего зеленый флуоресцентный белок . Полоса: 10 мкм
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Псевдомонадоты
Сорт:Гаммапротеобактерии
Заказ:Вибрионы
Семья:Вибрионовые
Род:Фотобактерия
Разновидность:
П. глубокий
Биномиальное имя
Фотобактерия глубокая
Ноги и др. 1998

Photobacterium profundum — это глубоководная гаммапротеобактерия , принадлежащая к семейству Vibrionaceae и роду Photobacterium . Как и другие представители этого рода, P. profundum — это морской организм, имеющий две кольцевые хромосомы . [1] P. profundum — это грамотрицательная палочка, способная расти при температуре от 0 °C до 25 °C и давлении от 0,1 МПа до 70 МПа в зависимости от штамма. Она нуждается в соли, способна усваивать широкий спектр простых и сложных углеводов и имеет две системы жгутиков . Клетки имеют форму палочки, длиной 2–4 мкм и шириной 0,8–1,0 мкм, с одним непокрытым жгутиком. [2] Эта бактерия была первоначально выделена в 1986 году из моря Сулу , и в настоящее время существует 4 культивируемых штамма дикого типа P. profundum (штаммы SS9, 3TCK, DJS4 и 1230). [3]

Штамм Photobacterium profundum SS9 имеет оптимальный рост при 15 °C и 28 МПа, что делает его как психрофилом, так и пьезофилом . Штамм P. profundum 3TCK, выделенный из залива Сан-Диего , [4] оптимально растет при 9 °C и 0,1 МПа, а штамм P. profundum DSJ4, выделенный из впадины Рюкю у берегов Японии на глубине 5110 м, оптимально растет при 10 °C и 10 МПа. [2] На основании последовательности 16S рРНК P. profundum тесно связан с родом Vibrio , наиболее известным видом которого является патоген человека Vibrio cholerae .

В штамме SS9 было показано, что несколько генов реакции на стресс активируются в ответ на атмосферное давление, к ним относятся htpG, dnaK, dnaJ и groEL. [1] Типы и распространенность цепей жирных кислот в клеточной мембране также реагируют на изменения давления и температуры. [5] При низкой температуре и высоком давлении штамм SS9 увеличивает распространенность моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Это приводит к увеличению текучести мембраны за счет уменьшения упаковки цепей жирных кислот, что приводит к образованию жидкокристаллической структуры в мембране, а не гелевой структуры. [5] Было показано, что внешний мембранный белок OmpH активируется при повышенном давлении, противоположное верно для внешнего мембранного белка OmpL, который активируется в ответ на низкое давление. [6]

В 2005 году Вецци и др. опубликовали последовательность генома штамма P. profundum SS9. Геном P. profundum состоит из кольцевой хромосомы размером 4,1 Мбн, малой кольцевой хромосомы размером 2,2 Мбн, а также кольцевой плазмиды размером 80 кбн . Штамм SS9 имеет 14 генов рибосомной РНК (рРНК) на хромосоме 1 и 1 на хромосоме 2; это наибольшее количество генов рРНК, обнаруженных у любой бактерии. Хромосома 1 в основном состоит из генов, которые необходимы для роста, тогда как хромосома 2, по-видимому, является большой плазмидой, которая в эволюционной шкале времени приобрела несколько мобильных элементов . [4] В геноме P. profundum имеется большое количество открытых рамок считывания (ORF), которые являются уникальными для SS9 и не встречаются у других членов семейства Vibrionaceae .

Последовательность генома также выявила полный путь Стикленда для ферментации аминокислот ; это был первый случай, когда этот путь был идентифицирован в аэробной бактерии. Два полных пути F1F0 АТФ-синтазы (по одному на каждой хромосоме) также присутствуют в этой бактерии: это может объяснить ее способность производить АТФ как при высоком, так и при низком давлении.

За этой работой последовала еще одна статья в 2005 году Кампанаро и др., в которой подробно описывалась работа с микрочипами , сравнивающая экспрессию генов при субоптимальных, оптимальных и сверхоптимальных температурах и давлении для штаммов SS9, 3TCK и DSJ4. [4] Кампанаро и др. показали, что в геноме 3TCK имеется 544 ORF, отличающихся или отсутствующих, и 562 ORF, отличающихся или отсутствующих в хромосомах DSJ4 по сравнению с SS9. В этой статье также подчеркивалось, что в 3TCK отсутствует система боковых жгутиков, которая активируется в SS9 при повышенном давлении, а также отсутствуют 3 области, связанные с фагом, в 3TCK и 4 области, связанные с фагом, в DSJ4. [4] [7]

Транскрипционный ландшафт штамма дикого типа DB110 и мутанта toxR TW30 были исследованы с помощью секвенирования следующего поколения . [8] ToxR — это трансмембранный ДНК-связывающий белок, впервые обнаруженный у Vibrio cholerae , где он регулирует значительное количество генов, участвующих в адаптации к окружающей среде и вирулентности . У P. profundum обилие и активность этого белка зависят от гидростатического давления, и его роль связана с регуляцией генов зависимым от давления образом. [9] Результаты, полученные в экспериментах с РНК-секвенированием, выявили сложный паттерн экспрессии с группой из 22 генов, имеющих профили экспрессии, аналогичные OmpH, который является белком внешней мембраны, транскрибируемым в ответ на высокое гидростатическое давление. [10] Более того, РНК-секвенирование позволило провести глубокую характеристику транскрипционного ландшафта, что привело к идентификации 460 предполагаемых малых генов РНК и обнаружению 298 генов, кодирующих белок, ранее неизвестных. Прогнозирование структуры оперона по всему геному , а также мест начала и окончания транскрипции выявило неожиданно большое количество генов (992) с большими 5'-UTR, достаточно длинными для размещения цис-регуляторных структур РНК, что указывает на корреляцию между размером межгенной области и длиной UTR.

  • CSLM-изображение начальных стадий формирования биопленки в Photobacterium profundum SS9 с использованием живых/мертвых пятен. Давление = 28 МПа Температура = 15 градусов C Бар = 10 микрометров
    CSLM-изображение начальных стадий формирования биопленки в Photobacterium profundum SS9 с использованием живых/мертвых пятен. Давление = 28 МПа Температура = 15 градусов C Бар = 10 микрометров
  • CSLM Photobacterium profundum SS9, экспрессирующего GFP. Линия = 10 микрометров
    CSLM Photobacterium profundum SS9, экспрессирующего GFP. Линия = 10 микрометров

Ссылки

  1. ^ ab Vezzi, A. и др., Жизнь на глубине: анализ последовательности и экспрессии генома Photobacterium profundum. Наука, 2005. 307(5714): с. 1459-61.
  2. ^ ab Nogi, Y., N. Masui и C. Kato, Photobacterium profundum sp. nov., новый, умеренно барофильный вид бактерий, выделенный из глубоководного осадка. Extremophiles, 1998. 2(1): стр. 1-7.
  3. ^ ДеЛонг, Э.Ф., Адаптация глубоководных бактерий к абиссальной среде, 1986.
  4. ^ abcd Кампанаро, С, Вецци, А, Витуло, Н, Лауро, FM, Д'Анджело, М, Симонато, Ф, Честаро, А, Малакрида, Г, Бертолони, Г, Валле, Г, Бартлетт, Д.Х., Латерально перенос элементов и адаптация к высокому давлению у штаммов Photobacterium profundum. BMC Genomics, 2005. 6: с. 122.
  5. ^ ab Allen, EE, D. Facciotti и DH Bartlett, Мононенасыщенные, но не полиненасыщенные жирные кислоты необходимы для роста глубоководной бактерии Photobacterium profundum SS9 при высоком давлении и низкой температуре. Appl Environ Microbiol, 1999. 65(4): стр. 1710-20.
  6. ^ Бартлетт, Д. Х. и Т. Дж. Уэлч, Экспрессия гена ompH регулируется множеством экологических сигналов в дополнение к высокому давлению у глубоководной бактерии вида Photobacterium штамма SS9. J Bacteriol, 1995. 177(4): стр. 1008-16.
  7. ^ Кампанаро, С, Вецци, А, Витуло, Н, Лауро, FM, Д'Анджело, М, Симонато, Ф, Честаро, А, Малакрида, Г, Бертолони, Г, Валле, Г, Бартлетт, Д.Х., Латерально перенесен элементы и адаптация к высокому давлению у штаммов Photobacterium profundum. BMC Genomics, 2005. 6: с. 122.
  8. ^ Кампанаро, С., ДеПаскаль, Ф., Телатин А, Шиавон Р., Бартлетт, Д.Х., Валле, Г. Транскрипционный ландшафт глубоководной бактерии Photobacterium profundum как в мутанте toxR, так и в ее родительском штамме. БМС Геномика, 2012 13: с. 567. дои: 10.1186/1471-2164-13-567.
  9. ^ ДиРита, В.Дж., Мекаланос, Дж.Дж. Периплазматическое взаимодействие между двумя мембранными регуляторными белками, ToxR и ToxS, приводит к передаче сигнала и транскрипционной активации. Cell, 1991. 64(1): стр. 29–37.
  10. ^ Уэлч, Т.Дж., Бартлетт, Д.Х., Идентификация регуляторного белка, необходимого для экспрессии генов, чувствительных к давлению, в штамме глубоководных бактерий вида Photobacterium SS9. Mol Microbiol, 1998. 27(5): стр. 977–985.
  • Типовой штамм Photobacterium profundum в BacDive — базе метаданных бактериального разнообразия
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Photobacterium_profundum&oldid=1086052635"