Миксобактерии
Порядок бактерий

Миксобактерии
Миксококкус ксантус
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Миксокококки
Сорт:Миксококки
Уэйт и др. 2020 [1]
Заказ:Myxococcales
Tchan et al. 1948 год
Семьи и роды
Синонимы
  • «Миксококча» Орен, Парте и Гаррити, 2016 г.
  • «Myxococcidae» Кавалер-Смит 2020
  • «Миксошизомицеты»

Миксобактерии (« слизистые бактерии ») — это группа бактерий , которые преимущественно живут в почве и питаются нерастворимыми органическими веществами. Миксобактерии имеют очень большие геномы по сравнению с другими бактериями, например, 9–10 миллионов нуклеотидов, за исключением Anaeromyxobacter [2] и Vulgatibacter . [3] Один из видов миксобактерий, Minicystis rosea , [4] имеет самый большой известный бактериальный геном с более чем 16 миллионами нуклеотидов. Второй по величине является другая миксобактерия Sorangium cellulosum . [5] [6]

Миксобактерии могут перемещаться, скользя . [7] Обычно они перемещаются стаями (также известными как волчьи стаи ), содержащими множество клеток, удерживаемых вместе межклеточными молекулярными сигналами . Отдельные особи выигрывают от агрегации, поскольку она позволяет накапливать внеклеточные ферменты , которые используются для переваривания пищи; это, в свою очередь, увеличивает эффективность питания. Миксобактерии производят ряд биомедицинских и промышленных полезных химических веществ, таких как антибиотики , и экспортируют эти химические вещества за пределы клетки. [8]

Миксобактерии используются для изучения продукции полисахаридов у грамотрицательных бактерий, таких как модель Myxococcus xanthus , у которых есть четыре различных механизма [9] секреции полисахаридов, и где в 2020 году был идентифицирован новый механизм Wzx/Wzy, продуцирующий новый полисахарид. [9]

Миксобактерии также являются хорошими моделями для изучения многоклеточности в бактериальном мире. [10]

Жизненный цикл

Когда питательных веществ не хватает, клетки миксобактерий объединяются в плодовые тела (не путать с таковыми у грибов ), процесс, который долгое время считался опосредованным хемотаксисом , но теперь считается функцией формы контактно-опосредованной сигнализации. [11] [12] Эти плодовые тела могут принимать разные формы и цвета в зависимости от вида. Внутри плодовых тел клетки начинаются как палочковидные вегетативные клетки и развиваются в округлые миксоспоры с толстыми клеточными стенками. Эти миксоспоры, аналогичные спорам в других организмах, с большей вероятностью выживут до тех пор, пока питательных веществ не станет больше. Считается, что процесс плодоношения приносит пользу миксобактериям, гарантируя, что рост клеток возобновляется группой (роем) миксобактерий, а не как изолированными клетками. Похожие жизненные циклы развились среди некоторых амеб , называемых клеточными слизевиками .

На молекулярном уровне инициация развития плодового тела у Myxococcus xanthus регулируется мРНК Pxr . [13] [14]

Миксобактерии, такие как Myxococcus xanthus и Stigmatella aurantiaca, используются в качестве модельных организмов для изучения развития.

Различные виды миксобактерий, зарисованные Роландом Такстером в 1892 году: Chondromyces crocatus (рис. 1–11), Stigmatella aurantiaca (рис. 12–19 и 25–28), Melittangium lichenicola (рис. 20–23), Archangium gephyra (рис. 24), Myxococcus coralloides (рис. 29–33), Polyangium vitellinum (рис. 34–36) и Myxococcus fulvus (рис. 37–41). Такстер был первым таксономистом, распознавшим бактериальную природу миксобактерий. Ранее их ошибочно классифицировали как представителей несовершенных грибов. [15]

Было высказано предположение, что последний общий предок миксобактерий был аэробом, а их анаэробные предшественники жили синтрофно с ранними эукариотами. [16]

Клиническое применение

Метаболиты, выделяемые Sorangium cellulosum, известные как эпотилоны , как было отмечено, обладают противоопухолевой активностью. Это привело к разработке аналогов , которые имитируют его активность. Один из таких аналогов, известный как Иксабепилон, является одобренным Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США химиотерапевтическим средством для лечения метастатического рака молочной железы . [17]

Известно также, что миксобактерии вырабатывают гефироновую кислоту — ингибитор синтеза эукариотического белка и потенциальный агент для химиотерапии рака. [18]

Филогения

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих постоянное место в номенклатуре (LPSN) [19] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI) [20].

LTP на основе 16S рРНК _10_2024 [21] [22] [23]120 маркерных белков на основе GTDB 09-RS220 [24] [25] [26]
Брадимонадий

Microvenatoraceae Ван, Чен и Ду 2022

Bradymonadaceae Ван и др. 2015

Lujinxingiaceae Ван, Чен и Ду, 2022 г.

Брадимонадалес
Миксококки

Anaeromyxobacteraceae Ямамото и др. 2014

Vulgatibacteraceae Ямамото и др. 2014

Myxococcaceae Ян 1924

Миксококковые
Полянгия
Халиангиалес

Kofleriaceae Reichenbach 2007
[вкл. Халиангиевые ]

Нанноцисталы

Nannocystaceae Рейхенбах 2006

Полиангиалес

Sandaracinaceae Mohr et al. 2012 год

Полиангиевые Ян 1924

"Куафубактерия"
«Куафубактериалес»

«Kuafubacteriaceae» Ли и др. 2023
[WYAZ01]

Миксококки
Брадимонадий
Брадимонадалес

Bradymonadaceae [вкл. Lujinxingiaceae;
Microvenatoraceae]

Полянгия
Халиангиалес

Haliangiaceae Уэйт и др. 2020

Нанноцисталы

Нанноцистовые

Полиангиалес

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Waite DW, Chuvochina M, Pelikan C, Parks DH, Yilmaz P, Wagner M, Loy A, Naganuma T, Nakai R, Whitman WB, Hahn MW, Kuever J, Hugenholtz P. (2020). «Предложение о реклассификации протеобактериальных классов Deltaproteobacteria и Oligoflexia, а также типа Thermodesulfobacteria в четыре типа, отражающие основные функциональные возможности». Int J Syst Evol Microbiol . 70 (11): 5972– 6016. doi : 10.1099/ijsem.0.004213 . PMID  33151140.
  2. ^ Thomas SH, Wagner RD, Arakaki AK, Skolnick J, Kirby JR, Shimkets LJ, Sanford RA, Löffler FE (май 2008 г.). «Мозаичный геном штамма Anaeromyxobacter dehalogenans 2CP-C предполагает наличие аэробного общего предка дельта-протеобактерий». PLOS ONE . ​​3 (5): e2103. Bibcode :2008PLoSO...3.2103T. doi : 10.1371/journal.pone.0002103 . PMC 2330069 . PMID  18461135. 
  3. ^ Subramanian, S.; Sharma, G. (19 августа 2015 г.) [Отправлено 15 августа 2015 г.]. "Vulgatibacter incomptus strain DSM 27710, полный геном". Nucleotide . Национальная медицинская библиотека, Национальный центр биотехнологической информации. GenBank ID CP012332.1 . Получено 8 октября 2024 г. .
  4. ^ Шилпи Пал, Гаурав Шарма и Шрикришна Субраманиан (2021-09-13). "Полная последовательность генома и идентификация генов биосинтеза полиненасыщенных жирных кислот миксобактерии Minicystis rosea DSM 24000T". BMC Genomics . 22 (1): 655. doi : 10.1186/s12864-021-07955-x . PMC 8436480 . PMID  34511070. 
  5. ^ Schneiker S, Perlova O, Kaiser O, Gerth K, Alici A, Altmeyer MO и др. (ноябрь 2007 г.). «Полная последовательность генома миксобактерии Sorangium cellulosum». Nat. Biotechnol . 25 (11): 1281– 9. doi : 10.1038/nbt1354 . PMID  17965706.
  6. ^ Land M, Hauser L, Jun SR, Nookaew I, Leuze MR, Ahn TH, Karpinets T, Lund O, Kora G, Wassenaar T, Poudel S, Ussery DW (март 2015 г.). «Итоги 20-летнего секвенирования бактериальных геномов». Funct. Integr. Genomics . 15 (2): 141– 61. doi :10.1007/s10142-015-0433-4. PMC 4361730. PMID  25722247 . 
  7. ^ Mauriello EM, Mignot T, Yang Z, Zusman DR (июнь 2010 г.). «Повторный взгляд на скользящую подвижность: как миксобактерии движутся без жгутиков?». Microbiol. Mol. Biol. Rev. 74 ( 2): 229– 49. doi :10.1128/MMBR.00043-09. PMC 2884410 . PMID  20508248. 
  8. ^ Reichenbach H (сентябрь 2001 г.). «Миксобактерии, производители новых биоактивных веществ». J. Ind. Microbiol. Biotechnol . 27 (3): 149–56 . doi : 10.1038/sj.jim.7000025 . PMID  11780785. S2CID  34964313.
  9. ^ ab Islam ST, Vergara Alvarez I, Saidi F, Guiseppi A, Vinogradov E, Sharma G, et al. (июнь 2020 г.). «Модуляция бактериальной многоклеточности посредством пространственно-специфической секреции полисахаридов». PLOS Biology . 18 (6): e3000728. doi : 10.1371/journal.pbio.3000728 . PMC 7310880. PMID  32516311 . 
  10. ^ Ислам СТ, Вергара Альварес И, Саиди Ф, Джузеппи А, Виноградов Е, Шарма Г и др. (июнь 2020 г.). «Модуляция бактериальной многоклеточности посредством пространственно-специфической секреции полисахаридов». PLOS Biology . 18 (6): e3000728. doi : 10.1371/journal.pbio.3000728 . PMC 7310880. PMID  32516311 . 
  11. ^ Kiskowski MA, Jiang Y, Alber MS (декабрь 2004 г.). «Роль потоков в образовании агрегатов миксобактерий». Phys Biol . 1 ( 3– 4): 173– 83. Bibcode :2004PhBio...1..173K. doi :10.1088/1478-3967/1/3/005. PMID  16204837. S2CID  18846289.
  12. ^ Созинова О., Цзян И., Кайзер Д., Альбер М. (август 2005 г.). «Трехмерная модель агрегации миксобактерий с помощью контактно-опосредованных взаимодействий». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 102 (32): 11308– 12. Bibcode :2005PNAS..10211308S. doi : 10.1073/pnas.0504259102 . PMC 1183571 . PMID  16061806. 
  13. ^ Yu YT, Yuan X, Velicer GJ (май 2010 г.). «Адаптивная эволюция sRNA, контролирующей развитие Myxococcus». Science . 328 (5981): 993. Bibcode :2010Sci...328..993Y. doi :10.1126/science.1187200. PMC 3027070 . PMID  20489016. 
  14. ^ Fiegna F, Yu YT, Kadam SV, Velicer GJ (май 2006). «Эволюция обязательного социального мошенника в превосходного кооператора». Nature . 441 (7091): 310– 4. Bibcode :2006Natur.441..310F. doi :10.1038/nature04677. PMID  16710413. S2CID  4371886.
  15. ^ Thaxter R (1892). «О миксобактериях, новом порядке шизомицетов». Botanical Gazette . 17 (12): 389–406 . doi : 10.1086/326866 . ISSN  0006-8071.
  16. ^ Хошино, Y.; Гоше, EA (2021). «Эволюция бактериального биосинтеза стероидов и его влияние на эукариогенез». PNAS . 118 (25): e2101276118. doi : 10.1073/pnas.2101276118 . ISSN  0027-8424. PMC 8237579. PMID  34131078 . 
  17. ^ "Одобрение FDA для Иксабепилона". Национальный институт рака .
  18. ^ Sasse F, Steinmetz H, Höfle G, Reichenbach H (январь 1995 г.). «Гефироновая кислота, новый ингибитор синтеза эукариотического белка из Archangium gephyra (миксобактерии). Производство, изоляция, физико-химические и биологические свойства и механизм действия». J. Antibiot . 48 (1): 21– 5. doi : 10.7164/antibiotics.48.21 . PMID  7868385.
  19. ^ JP Euzéby. "Дельтапротеобактерии". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN) . Получено 09.09.2022 .
  20. ^ Sayers; et al. "Deltaproteobacteria". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 2022-09-09 .
  21. ^ "The LTP" . Получено 10 декабря 2024 г. .
  22. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 10 декабря 2024 г. .
  23. ^ "LTP_10_2024 Release Notes" (PDF) . Получено 10 декабря 2024 г. .
  24. ^ "GTDB release 09-RS220". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
  25. ^ "bac120_r220.sp_labels". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
  26. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2024 г.
  • Веб-страница Myxobacteria
  • Schwarmentwicklung und Morphogenese bei Myxobacterien на YouTube
  • Миксобактерии формируют плодовые тела на YouTube
  • Myxococcus xanthus охотится на колонию E. coli на YouTube
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Myxobacteria&oldid=1272888075"