Субериты
Род губок

Субериты
Suberites домункула
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Анималия
Тип:Порифера
Сорт:Демоспонгии
Заказ:Суберитида
Семья:Суберитиды
Род:Суберитес
Нардо , 1833
Разновидность

См. текст

Синонимы
Список
  • Карнлея Бертон, 1930 г.
  • Хоаниты Мантелл, 1822 г., в смысле Де Лаубенфельса, 1936 г.
  • Фикулина Грей, 1867 г.
  • Лаксосуберелла Бертон, 1930
  • Литамена Нардо, 1833 г.
  • Литумена Ренье, 1828 г.
  • Распайлия ( Syringella ) в смысле Шмидта, 1868 г.
  • Суберантус Ленденфельд, 1898
  • Суберелла Тиле, 1905 г.
  • Суберелла Бертон, 1929
  • Сирингелла Шмидт, 1868 г.

Suberites — род морских губок семейства Suberitidae . [1] Губки, известные в науке как Porifera , являются древнейшими метазоа и используются для выяснения основ многоклеточной эволюции . [2] Эти живые ископаемые идеально подходят для изучения основных особенностей метазоа, таких как взаимодействие внеклеточного матрикса, сигнально-рецепторные системы, нервная или сенсорная системы и примитивная иммунная система. Таким образом, губки являются полезными инструментами для изучения ранней эволюции животных. Они появились примерно 580 миллионов лет назад, в эдиакарском периоде . [2]

Эволюционное значение

Как представители древнейшего типа метазоа, субериты служат модельными организмами для выяснения особенностей самых ранних животных . [2] [3] [4] Субериты и их родственники используются для определения структуры первых метазоа [2] и изучались с целью определить, как тотипотентность сменилась плюрипотентностью у большинства высших животных. [5] Помимо прочего, субериты показывают, что механизм фосфорилирования тирозина развился у животных независимо от других эукариот. [2] Субериты также используются в качестве моделей для выяснения эволюции трансмембранных рецепторов и белков клеточных соединений . [6] Сочетание исследований стволовых клеток и факторов апоптоза используется в качестве модели для изучения развития у высших животных. [7]

Экология

Suberites — это глобальный род. Один вид, Suberites zeteki , встречается на Гавайях. S. zeteki ассоциируется со многими грибами. [8] Другой вид, S. japonicas , произрастает в водах вокруг Японии. [9] S. aurantiacus встречается в Карибском море. [10] S. carnosus обитает в Индийском океане и Средиземном море, а также встречается в водах Ирландии. [10] [11] S. diversicolor встречается в Индонезии. [12] Благодаря способности Suberites эффективно фильтровать воду, многие микробы, особенно виды грибов, фильтруются через нее. Если эти микробы избегают переваривания, они могут осаждаться на губке и находиться там неопределенно долго. [8] Симбиотические бактерии вырабатывают токсины, такие как окадаиковая кислота , которые защищают их от колонизации паразитическими кольчатыми червями . [13] [14] Экспрессия различных ферментов у Suberites влияет на рост их симбиотических бактерий. [14] Suberites часто живут на раковинах моллюсков Hexaplex trunculus . [13] Suberites имеют механизмы защиты от хищников, такие как токсичные химикаты, описанные ниже. [15]

Физиология

Субериты демонстрируют нейронные коммуникации, но нейронные сети загадочным образом отсутствуют. [16] Однако у них есть многие из тех же сенсорных рецепторов и сигналов, которые есть у высших животных. [17] Исследователи из Китая и Германии обнаружили, что спикулы губок способствуют их нейронной коммуникации. [18] По сути, кремниевые структуры действуют как оптоволоконные кабели для передачи световых сигналов, генерируемых белком люциферазой. [17] [18] Губки генерируют свет из люциферина после того, как на него воздействует люцифераза. [17] [19] Также было показано, что суббериты производят свет в ответ на тактильную стимуляцию. [19] Субериты состоят в основном из клеток, в отличие от других Porifera (таких как класс Hexactinellida ), которые являются синцитиальными . [2] В результате у субберитов более медленное время реакции в их нейронной коммуникации. Субериты использовали много Ras-подобных ГТФаз , которые используются для передачи сигналов и развития аффекта. [20] Согласно сравнительным исследованиям, у Suberites есть некоторые из самых простых индикаторных белков, таких как коллаген , среди известных животных. [2] Как и все губки, Suberites являются фильтраторами . Они чрезвычайно эффективны и могут перерабатывать тысячи литров воды в день. [8] [21] S. domuncula использовалась для изучения отторжения трансплантата. Исследователи обнаружили, что в ткани, которая отторгается, индуцируются факторы апоптоза. [22]

Разработка

Субериты состоят из множества теломераза -положительных клеток, что означает, что клетки по сути бессмертны, за исключением сигнала клеточной смерти . [2] В большинстве случаев сигналом является отсутствие связи либо с внеклеточным матриксом , либо с другими клетками. [2] [7] Их апоптотические клетки похожи на гомологичные млекопитающим. Однако поддержание долгоживущих клеток включает белки, такие как SDLAGL, которые очень похожи на дрожжевые и человеческие гомологи. [2] Некоторые неорганические материалы, такие как железо и селен, влияют на рост Суберитов , включая рост примморфов и образование спикул. [23] [24] [25] Субериты подвергаются клеточной дифференциации посредством различных механизмов, основанных на межклеточной коммуникации. [26]

Морфология

Субериты являются ключевыми примерами важности внеклеточного матрикса у животных. У губок он опосредован протеогликанами . [ 2] Образование спикул также важно для Суберитов . Спикулы являются структурной опорой губок, подобной скелетам у высших животных. Обычно они представляют собой полые структуры, которые образуются путем пластинчатого роста. [27] [28] [29] В то время как скелеты высших животных в основном состоят из кальция, спикулы губок состоят в основном из кремния , полимера диоксида кремния. [30] Эти неорганические структуры обеспечивают поддержку для животных. [17] [31] Спикулы представляют собой биологически сформированные кремниевые структуры, также известные как биокремний. [30] [31] [32] [33] Отложение кремния начинается внутриклеточно и осуществляется ферментом силикатеином . [27] [28] [30] [31] [34] Силикатеины модулируются группой белков, называемых силинтафинами. [35] Процесс происходит в специализированных клетках, известных как склероциты . [27] [28] [31] Образование биокремния у Suberites отличается от других видов, которые используют биокремний в этом отношении. Большинство других видов, таких как некоторые растения и диатомовые водоросли , просто откладывают перенасыщенный раствор биокремния. [17] Сеть кремния, обнаруженная в губках, опосредует большую часть нейронных коммуникаций губок.

Иммунитет и защита

Субериты демонстрируют цитокин -подобную молекулу фактора воспаления аллотрансплантата один (AIF-1), которая похожа на AIF-1 позвоночных . [2] [36] Иммунный ответ зависит от каскадов фосфорилирования с участием киназы p38. [36] S. domuncula была первым продемонстрированным иммунным ответом беспозвоночных видов (1). Эти губки также имеют похожее воспаление в ответ на трансплантат, как позвоночные. [2] Их иммунная система намного проще, чем у позвоночных; они состоят только из врожденного иммунитета. [2] Поскольку они фильтруют тысячи литров воды в день, а их среда содержит высокую концентрацию бактерий и вирусов, Субериты развили очень мощную систему иммунитета. [21] Несмотря на эффективность их иммунной системы, Субериты могут быть восприимчивы к инфекции, которая часто стимулирует гибель клеток через апоптотические пути. [21]

Субериты , а именно S. domuncula , защищают себя от макроскопических угроз с помощью нейротоксина , известного как суберитин. [37] Это был первый известный белок, обнаруженный в губке. [37] Нейротоксические свойства суберитина возникают из-за его способности блокировать потенциалы действия. [38] Он также обладает гемолитическими свойствами, которые не обусловлены активностью фосфолипазы А. [38] Он обладает некоторой антибактериальной активностью; однако степень активности, обусловленная исключительно суберитином, в настоящее время не определена. [39] Сама губка нейтрализует токсин через путь, который не полностью изучен, но включает ретиналь , метаболит β-каротина. [40] S. japonicas также производит несколько цитотоксических соединений, серагамиды AF. Серагамиды действуют, вмешиваясь в активность цитоскелета, в частности, актиновых микрофиламентов. [9] Активность серагамидов является возможным путем для противораковых препаратов , аналогично существующим препаратам, которые нацелены на микротрубочки . [9] Субериты также производят цитотоксические соединения, известные как накиджинамины, которые напоминают другие токсины, обнаруженные в суберитах , но роль накиджинаминов еще не выяснена. [41] Многие из биоактивных соединений, обнаруженных в суберитах , имеют микробную природу. [11]

Разновидность

В роде Suberites выделяют следующие виды : [1]

  • Suberites affinis Brondsted, 1923 г.
  • Suberites anastomosus Brøndsted, 1924 г.
  • Suberites aurantiacus (Дюшассен и Микелотти, 1864)
  • Suberites australiensis Бергквист, 1968
  • Suberites axiatus Ридли и Денди, 1886
  • Suberites axinelloides Brøndsted, 1924 г.
  • Suberites baffini Brondsted, 1933 г.
  • Suberites bengalensis Леви, 1964
  • Suberites caminatus Ридли и Денди, 1886
  • Suberites carnosus (Джонстон, 1842 )
  • Suberites cebriones Морозов, Сабиров и Зимина, 2019
  • Suberites clavatus Келлер, 1891
  • Suberites concinnus Lambe, 1895 г.
  • Suberites cranium Hajdu et al, 2013
  • Suberites crelloides Маренцеллер, 1886
  • Suberites Crispolobatus Lambe, 1895 г.
  • Suberites cupuloides Бергквист, 1961
  • Suberites dandelenae Самаай и Мадурай, 2017 г.
  • Suberites difficilis Dendy, 1897 г.
  • Suberites distortionus Шмидт, 1870
  • Suberites diversicolor Бекинг и Лим 2009
  • Suberites domuncula (Оливи, 1792 г.)
  • Suberites excellens (Тиле, 1898 г.)
  • Suberites ficus (Джонстон, 1842)
  • Suberites flabellatus Картер, 1886 г.
  • Suberites gibbosiceps Топсен, 1904
  • Suberites glaber Ганзен, 1885
  • Suberites glasenapii Merejkowski, 1879
  • Suberites globosus Картер, 1886
  • Герои суберитеса Шмидта, 1870
  • Suberites hirsutus Topsent, 1927 г.
  • Suberites holgeri Van Soest & Hooper, 2020 г.
  • Suberites hystrix Шмидт, 1868
  • Suberites insignis Картер, 1886 г.
  • Suberites japonicus Тиле, 1898
  • Suberites kelleri Бертон, 1930
  • Suberites Ламбей Остин и др., 2014 г.
  • Suberites laticeps Топсен, 1904
  • Suberites latus Lambe, 1893
  • Suberites lobatus (Уилсон, 1902)
  • Suberites luna Хиральдес и Гудвин, 2020
  • Suberites luridus Solé-Cava & Thorpe, 1986 г.
  • Suberites lutea Соле-Кава и Торп, 1986
  • Suberites mammilaris Сим и Ким, 1994 г.
  • Суберитес масса Нардо, 1847
  • Suberites microstomus Ридли и Денди, 1887
  • Suberites mineri (де Лаубенфельс, 1935)
  • Suberites mollis Ридли и Денди, 1886 г.
  • Suberites montalbidus Картер, 1880
  • Suberites pagurorum Соле-Кава и Торп, 1986 г.
  • Suberites paradoxus Уилсон, 1931
  • Suberites Perfectus Ридли и Денди, 1886 г.
  • Suberites pisiformis Lévi, 1993 г.
  • Suberites placenta Тиле, 1898
  • Suberites prototypus Чернявский, 1880
  • Suberites puncturatus Thiele, 1905 г.
  • Suberites purpura Fortunato, Перес и Лобо-Хайду, 2020 г.
  • Suberites radiatus Кишник, 1896
  • Suberites ramosus Brøndsted, 1924 г.
  • Suberites rhaphidiophorus (Brøndsted, 1924)
  • Suberites ruber Тиле, 1905
  • Suberites rubrus Соле-Кава и Торп, 1986
  • Suberites senilis Ридли и Денди, 1886
  • Suberites sericeus Thiele, 1898 г.
  • Suberites сперматозоид (Шмидт, 1875)
  • Suberites spirastrelloides Денди, 1897
  • Suberites spongiosus Schmidt, 1868 г.
  • Suberites stilensis Бертон, 1933
  • Suberites Strongylatus Сара, 1978 г.
  • Suberites suberia (Монтегю, 1818 г.)
  • Suberites syrrilla (Шмидт, 1868)
  • Suberites topsenti (Бертон, 1929)
  • Suberites tortuosus Lévi, 1959 г.
  • Suberites tylobtusus Леви, 1958
  • Suberites verrilli Van Soest & Hooper, 2020 г.
  • Suberites virgultosus (Джонстон, 1842)

Ссылки

  1. ^ ab "WoRMS - Всемирный регистр морских видов - Suberites Nardo, 1833". www.marinespecies.org . Получено 15 ноября 2010 г. .
  2. ^ abcdefghijklmn Мюллер, Вернер ЭГ (июнь 2001 г.). «Обзор: Как был преодолен порог метазоа? Гипотетические Urmetazoa». Сравнительная биохимия и физиология Часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 129 ( 2– 3): 433– 460. doi :10.1016/s1095-6433(00)00360-3. PMID  11423315.
  3. ^ Wiens, Matthias; Mangoni, Alfonso; D'Esposito, Monica; Fattorusso, Ernesto; Korchagina, Natalia; Schröder, Heinz C.; Grebenjuk, Vladislav A.; Krasko, Anatoli; Batel, Renato; Müller, Isabel M.; Müller, Werner EG (август 2003 г.). «Молекулярная основа эволюции плана строения тела метазоа: опосредованный внеклеточным матриксом морфогенез у морских губок». Journal of Molecular Evolution . 57 (S1): S60 – S75 . Bibcode : 2003JMolE..57S..60W. doi : 10.1007/s00239-003-0008-1. PMID  15008404. S2CID  1140020.
  4. ^ Мюллер, Вернер Э.Г.; Мюллер, Изабель М.; Шредер, Хайнц К. (сентябрь 2006 г.). «Эволюционные взаимоотношения Porifera внутри эукариотов». Гидробиология . 568 (S1): 167–176 . doi : 10.1007/s10750-006-0318-6. S2CID  34176417.
  5. ^ Мюллер, Вернер ЭГ; Коржев, Михаэль; Ле Пеннек, Гаэль; Мюллер, Изабель М; Шрёдер, Хайнц К (июль 2003 г.). «Происхождение системы метазойных стволовых клеток у губок: первый подход к установлению модели (Suberites domuncula)». Biomolecular Engineering . 20 ( 4–6 ): 369–379 . doi :10.1016/S1389-0344(03)00055-8. PMID  12919822.
  6. ^ Аделл, Тереза; Гамулин, Вера; Перович-Оттштадт, Санья; Винс, Матиас; Коржев, Михаил; Мюллер, Изабель М.; Мюллер, Вернер Э.Г. (июль 2004 г.). «Эволюция межклеточных белков многоклеточных животных: каркасный белок MAGI и трансмембранный рецептор тетраспанин у Demosponge Suberites domuncula ». Журнал молекулярной эволюции . 59 (1): 41–50 . Бибкод : 2004JMolE..59...41A. дои : 10.1007/s00239-004-2602-2. PMID  15383906. S2CID  21124954.
  7. ^ ab Luthringer, B; Isbert, S; Müller, WEG; Zilberberg, C; Thakur, NL; Wörheide, G; Stauber, RH; Kelve, M; Wiens, M (февраль 2011 г.). «Poriferan survivin проявляет консервативную регуляторную роль во взаимосвязанных путях клеточного цикла и апоптоза». Cell Death & Differentiation . 18 (2): 201– 213. doi : 10.1038/cdd.2010.87 . PMC 3131884 . PMID  20651742. 
  8. ^ abc G. Zheng, L. Binglin, Z. Chengchao, W. Guangyi, Молекулярное обнаружение грибковых сообществ в гавайских морских губках Suberites zeteki и Mycale armata . Прикладная и экологическая микробиология 74, 6091 (2008).
  9. ^ abc C. Tanaka, J. Tanaka, RF Bolland, G. Marriott, T. Higa, Seragamides A–F, новые депсипептиды, нацеленные на актин, из губки Suberites japonicus Thiele. Tetrahedron 62, 3536 (2006).
  10. ^ ab Л. П. Пономаренко, О. А. Вантеева, С. А. Родькина, В. Б. Красохин, С. С. Афиятуллов, Метаболиты морской губки Suberites cf. aurantiacus. Химия природных соединений 46, 335 (2010).
  11. ^ ab B. Flemer et al., Разнообразие и антимикробная активность микробов из двух ирландских морских губок, Suberites carnosus и Leucosolenia sp. Журнал прикладной микробиологии 112, 289 (2012).
  12. ^ DFR Cleary et al., Изменчивость, связанная с местом обитания и хозяином, в сообществах симбионтов губок в индонезийских водах. FEMS Microbiology Ecology 85, 465 (2013).
  13. ^ ab HC Schröder et al., Окадаевая кислота, апоптогенный токсин для симбиотических/паразитических аннелид в губке-демоне Suberites domuncula. Прикладная и экологическая микробиология 72, 4907 (2006).
  14. ^ ab WEG Müller et al., Контролируемый кислородом рост бактерий в губке Suberites domuncula: к молекулярному пониманию симбиотических отношений между губкой и бактериями. Прикладная и экологическая микробиология 70, 2332 (2004).
  15. ^ WEG Müller et al., Молекулярная/химическая экология губок: доказательства адаптивного антибактериального ответа у Suberites domuncula. Морская биология 144, 19 (2004).
  16. ^ WEG Müller et al., Матрикс-опосредованное образование каналов у примморфов из губки Suberites domuncula включает экспрессию системы рецептор-лиганд CD36. Journal of Cell Science 117, 2579 (2004).
  17. ^ abcde X. Wang, X. Fan, H. Schröder, W. Müller, Мигающий свет в губках через их сеть кремниевых волокон: новая стратегия «нейронной передачи» у животных. Chinese Science Bulletin 57, 3300 (2012).
  18. ^ ab WEG Müller et al., Люцифераза — источник света для оптических волноводов (спикул) на основе кремния в губке Suberites domuncula. Cellular and Molecular Life Sciences 66, 537 (2009).
  19. ^ ab WEG Müller et al., Фотосенсорная система на основе криптохрома в кремниевой губке Suberites domuncula (Demospongiae). Журнал FEBS 277, 1182 (2010).
  20. ^ H. Cetkovic, A. Mikoc, WEG Müller, V. Gamulin, Ras-подобные малые ГТФазы образуют большое семейство белков в морской губке Suberites domuncula. Журнал молекулярной эволюции 64, 332 (2007).
  21. ^ abc Wiens, Matthias; Korzhev, Michael; Krasko, Anatoli; Thakur, Narsinh L.; Perović-Ottstadt, Sanja; Breter, Hans J.; Ushijima, Hiroshi; Diehl-Seifert, Bärbel; Müller, Isabel M.; Müller, Werner EG (июль 2005 г.). "Врожденная иммунная защита губки Suberites domuncula от бактерий включает сигнальный путь, зависящий от MyD88". Journal of Biological Chemistry . 280 (30): 27949– 27959. doi : 10.1074/jbc.M504049200 . PMID  15923643.
  22. ^ Винс, Маттиас; Перович-Оттштадт, Санья; Мюллер, Изабель М.; Мюллер, Вернер Э.Г. (ноябрь 2004 г.). «Отторжение аллотрансплантата в системе смешанной клеточной реакции губки Suberites domuncula контролируется дифференциальной экспрессией апоптотических генов». Иммуногенетика . 56 (8): 597– 610. doi :10.1007/s00251-004-0718-6. PMID  15517243. S2CID  26031700.
  23. ^ Л. Вализано, Г. Бавестрелло, М. Джовин, А. Арилло, К. Серрано, Влияние железа и растворенного кремнезема на примморфы Petrosia ficiformis (Пуаре, 1789). Химия и экология 23, 233 (2007).
  24. ^ А. Краско и др., Железо индуцирует пролиферацию и морфогенез у примморфов из морской губки Suberites domuncula. ДНК и клеточная биология 21, 67 (2002).
  25. ^ WEG Müller et al., Селен влияет на образование биокремнезема в демоспонже Suberites domuncula. Журнал ФЕБС 272, 3838 (2005).
  26. ^ HC Schröder et al., Дифференциационная способность эпителиальных клеток губки Suberites domuncula. Cell & Tissue Research 316, 271 (2004).
  27. ^ abc HC Schröder et al., Образование биокремния в спикулах губки Suberites domuncula: синхронная экспрессия кластера генов. Genomics 85, 666 (2005).
  28. ^ abc HC Schröder et al., Аппозиция кремниевых пластинок во время роста спикул у губки Suberites domuncula: Биологические/биохимические исследования и химическое/биомиметическое подтверждение. Журнал структурной биологии 159, 325 (2007).
  29. ^ Ф. Наталио и др., Включение титана в спикулы губки Suberites domuncula, опосредованное силикатеином. Cell & Tissue Research 339, 429 (2010).
  30. ^ abc W. Xiaohong et al., Эвагинация клеток контролирует образование и созревание биокремния во время формирования спикул у губок. PLoS ONE 6, 1 (2011).
  31. ^ abcd X. Wang et al., Силикатеины, интеракторы силикатеинов и клеточное взаимодействие в скелетогенезе губок: образование стеклянных волокнистых спикул. Журнал FEBS 279, 1721 (2012).
  32. ^ WEG Müller et al., Затвердевание биокремния в спикулах губки включает процесс старения после его ферментативной поликонденсации: доказательства поглощения воды, опосредованного аквапоринами. BBA − Общие предметы 1810, 713 (2011).
  33. ^ WEG Müller et al., Силикатеины, основные ферменты, образующие биокремний, присутствующие в демо-губках: анализ белков и филогенетическая связь. Gene 395, 62 (2007).
  34. ^ WEG Müller et al., Идентификация протеазы, связанной с силикатеином, в гигантских спикулах глубоководного гексактинеллида Monorhaphis chuni. Журнал экспериментальной биологии 211, 300 (2008)
  35. ^ WEG Müller et al., Пропептид силикатеина действует как ингибитор/модулятор самоорганизации во время формирования осевого филамента спикулы. Журнал FEBS 280, 1693 (2013).
  36. ^ ab HC Schröder et al., Функциональное молекулярное биоразнообразие: оценка иммунного статуса двух популяций губок ( Suberites domuncula) на молекулярном уровне. Морская экология 25, 93 (2004).
  37. ^ ab Л. Кариелло, Л. Занетти, Суберитин, токсичный белок из морской губки suberites domuncula. Сравнительная биохимия и физиология 64C, 15 (1979).
  38. ^ ab Л. Кариелло, Э. Тости, Л. Занетти, Гемолитическая активность суберитина. Сравнительная биохимия и физиология 73C, 91 (1981).
  39. ^ NL Thakur et al., Антибактериальная активность губки suberites domuncula и ее примморфов: потенциальная основа для эпибактериальной химической защиты. Aquatic Microbial Ecology 31, 77 (2003).
  40. ^ Мюллер, Вернер Э.Г.; Ван, Сяохун; Биндер, Михаэль; Линтиг, Йоханнес фон; Винс, Маттиас; Шредер, Хайнц К. (18 января 2012 г.). «Дифференциальная экспрессия каротиноидных оксигеназ губки-убийцы (Suberites domuncula) в ответ на свет: механизм защиты от самопроизвольно вырабатываемого токсичного белка (суберитина)». Marine Drugs . 10 (12): 177– 199. doi : 10.3390/md10010177 . PMC 3280542 . PMID  22363229. 
  41. ^ Ю. Такахаши и др., Гетероароматические алкалоиды, накиджинамины, из губки Suberites sp. Тетраэдр 68, 8545 (2012).
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Suberites&oldid=1195541986"