Bdellovibrio - Bdellovibrio

Bdellovibrio
Срез электронной криотомограммы клетки Bdellovibrio bacteriovorus.jpg
Центральный разрез через криотомограмма неповрежденного Bdellovibrio bacteriovorus клетка. Шкала шкалы 200 нм
Научная классификация редактировать
Домен:Бактерии
Тип:Протеобактерии
Учебный класс:Олигофлексия
Заказ:Bdellovibrionales
Семья:Bdellovibrionaceae
Род:Bdellovibrio
Разновидность:
B. bacteriovorus
Биномиальное имя
Bdellovibrio bacteriovorus

Bdellovibrio это род из Грамотрицательный, облигатная аэробика бактерии. Одной из наиболее заметных характеристик этого рода является то, что члены могут добыча на другие грамотрицательные бактерии и питаются биополимеры, например белки и нуклеиновые кислоты их хозяев. У них два образа жизни: зависимая от хозяина, очень подвижная фаза, «фаза атаки», в которой они формируют «бделлопласты» в своих бактериях-хозяевах; и медленнорастущая форма неправильной формы, независимая от хозяина.

Bdellovibrio bacteriovorus

Наиболее хорошо изученным из них является Bdellovibrio bacteriovorus, который в природе встречается почти исключительно в зависимости от хозяина. В этой форме атаки свободного плавания после поиска добычи с помощью пилей, она проникает сквозь внешнюю мембрану хозяина / клеточную стенку пептидогликана и попадает в периплазматическое пространство. В Bdellovibrio Затем бактерия образует структуру, называемую бделлопласт. Этот бделлопласт создается, когда клетка-хозяин модифицируется и приобретает сферическую форму. Внутри бделлопласта теряется единственный большой жгутик хищного бделловибриона. Затем клетка-хозяин быстро погибает, позволяя молекулам свободно проходить изнутри цитоплазмы хозяина в периплазму, и в периплазму остается Bdellovibrio кормить.[1] Используя некоторые из этих молекул, Bdellovibrio создает защитную среду, усиливая пептидогликан клеточная стенка хозяина, в которой он сейчас обитает, используя амидазы и транспептидазы. Примерно через 4 часа, в зависимости от температуры окружающей среды, Bdellovibrio резко увеличился в размерах благодаря этому питанию. Он делится для репликации, а затем уходит в результате окончательного лизиса клеточной стенки и мембран хозяина. Вновь возникающие Bdellovibrio используйте свои недавно выросшие мощные жгутики, чтобы уплыть и найти следующего подходящего хозяина. Из-за этой прерывистой стадии бделлопласта и кратковременной паразитарной фазы (15-20 минут), Bdellovibrio могут считаться бактериальными хищниками или паразитами.

Bdellovibrio bacteriovorus был впервые описан Штольп и Петцольд в 1962 г. В 2012 г. был идентифицирован еще один представитель вида Bdellovibrio "Bdellovibrio tiberius " реки Тибр.[2] Этот вид более способен к росту независимо от хозяина.

Мало что известно о Bdellovibrio exovorus,[3] экстрапаразитический бделловибрион, который не может проникнуть в свою добычу и не образует бделлопластов.

Внешность

Под световым микроскопом, зависит от хозяина Bdellovibrio выглядит как подвижный стержень в форме запятой размером примерно 0,3–0,5 на 0,5–1,4мкм размером с едва заметным жгутик. Bdellovibrio проявляются в виде растущего прозрачного налета в Кишечная палочка "лужайка". В частности, Bdellovibrio имеет оболочку, покрывающую его жгутик - редкая особенность для бактерий. Движение жгутиков прекращается один раз Bdellovibrio проникла в жертву, и жгутики опадают.

Независимые от хозяина Bdellovibrio кажутся аморфными и крупнее хищных.

Условия культивирования

B. bacteriovorus кажется, повсеместно встречается в природе и в искусственных средах обитания. Они были обнаружены в образцах почвы, ризосфере корней растений, реках, океанах, сточных водах, кишечниках и фекалиях птиц и млекопитающих и даже в раковинах устриц и жабрах крабов.[4] B. bacteriovorus могут процветать практически в любой среде обитания, общие требования заключаются в том, что в окружающей среде должен присутствовать кислород и некоторые другие грамотрицательные бактерии. Оптимальная температура составляет 28-30 ° C, поэтому B. bacteriovorus мезофил. Bdellovibrio выращивается в лаборатории в стационарной HI (независимой от хозяина) фазе при 29 ° C на дрожжевой пептонный бульон-агар. Хозяин-зависимые (хищные) культуры выращивают с популяцией Кишечная палочка S-17 при 29 ° C в течение 16 часов.[2] Их также можно культивировать с использованием наложений YPSC (дрожжевой экстракт, пептон, ацетат натрия, хлорид кальция) или лизаты добычи.[нужна цитата ]

Жизненный цикл и паразитизм

Жизненный цикл бделловибрио. Bdellovibrio прикрепляется к грамотрицательной бактерии после контакта и проникает в периплазматическое пространство жертвы. При попадании внутрь происходит удлинение, и клетки-потомки высвобождаются в течение 4 часов.[5]

Bdellovibrio клетки могут плавать со скоростью 160 мкм / с, или более чем в 100 раз больше их длины тела в секунду. Плавает с помощью одинарная оболочка полярный жгутик с характерной демпфированная форма волны накала. Bdellovibrio атакует другие грамотрицательные бактерии, прикрепляясь к внешней мембране клетки-жертвы и пептидогликан слой, после чего создается небольшое отверстие во внешней мембране. В Bdellovibrio затем клетка попадает в хозяина периплазматическое пространство. Он остается прикрепленным к нему обратимо на короткий период «узнавания».

После периода узнавания он необратимо прикрепляется через полюс, противоположный жгутику. Оказавшись внутри периплазмы, Bdellovibrio клетка закрывает отверстие в мембране и превращает клетку-хозяин в сферическую морфологию, это происходит из-за секреции L, D-транспептидаз, которая расщепляет пептидогликан и, следовательно, заставляет клетку становиться аморфной. Образовавшийся двухклеточный комплекс называется бделлопластом. В Bdellovibrio клетка использует гидролитический ферменты чтобы разрушить молекулы клетки-хозяина, которые он использует для нитевидного роста. Когда питательные вещества клетки-хозяина истощаются, нить перегородки формировать потомство Bdellovibrios. Потомство становится подвижным до того, как лизирует клетку-хозяин и попадает в окружающую среду. Полный жизненный цикл занимает от трех до четырех часов и дает в среднем 3–6 клеток-потомков из одного Кишечная палочка, или до 90 от более крупной добычи, такой как нитчатые Кишечная палочка.[6]

Цели Bdellovibrio виды, в том числе Vibrio vulnificus, может подвергнуться коинфекции Bdellovibrio и бактериофаг.[7] Хотя Bdellovibrio Считается, что округление добычи призвано уменьшить коинфекцию нескольких Bdellovibrio, более крупная добыча, которая не округляется, может быть заражена множеством Bdello.

Геномика

Геном Bdellovibrio bacteriovorus Секвенирование HD100 было выполнено в 2004 году.[8] Геном HD100 3782950 нуклеотиды длинный, больше, чем ожидалось, учитывая его небольшой размер.[9]

Рекомендации

  1. ^ Риттенберг С. К., Шило М. (апрель 1970 г.). «Раннее повреждение хозяина в инфекционном цикле Bdellovibrio bacteriovorus». Журнал бактериологии. 102 (1): 149–60. ЧВК  284981. PMID  4908670.
  2. ^ а б Хобли Л., Лернер Т.Р., Уильямс Л.Э., Ламберт С., Тилл Р., Милнер Д.С. и др. (Ноябрь 2012 г.). «Анализ генома одновременно хищного и независимого от добычи, нового Bdellovibrio bacteriovorus из реки Тибр, поддерживает in silico предсказания как древнего, так и недавнего латерального переноса генов от различных бактерий». BMC Genomics. 13: 670. Дои:10.1186/1471-2164-13-670. ЧВК  3539863. PMID  23181807.
  3. ^ Коваль С.Ф., Хайнс С.Х., Фланнаган Р.С., Пастернак З., Давыдов Ю., Юркевич Е. (январь 2013 г.). «Bdellovibrio exovorus sp. Nov., Новый хищник Caulobacter crescentus». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 63 (1): 146–151. Дои:10.1099 / ijs.0.039701-0. PMID  22368169.
  4. ^ Шемеш Ю. (2003). «Маленький ест большой: экология и разнообразие Bdellovibrio и подобные организмы, и их динамика во взаимодействиях хищник-жертва ". Агрономия. 23: 433–439.
  5. ^ Мэдиган, Майкл Т. (7 января 2011 г.). Биология микроорганизмов Брока (Глобальный ред.). Pearson Education. ISBN  978-0-321-73551-5.
  6. ^ Strauch, E .; Beck, S .; Аппель, Б. (2007). «Bdellovibrio и подобные организмы: потенциальные источники новых биохимических веществ и терапевтических агентов?». Хищные прокариоты. Монографии по микробиологии. 4. п. 131. Дои:10.1007/7171_2006_055. ISBN  978-3-540-38577-6.
  7. ^ Chen, H .; Уильямс, H.N. (2012). «Разделение добычи: совместное заражение бактерии вирусом и прокариотическим хищником». мБио. 3 (2): e00051-12. Дои:10.1128 / mBio.00051-12. ЧВК  3345577. PMID  22511350.
  8. ^ 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 разоблачен: жизненный цикл Bdellovibrio bacteriovorus с геномной точки зрения». Наука. 303 (5658): 689–692. Дои:10.1126 / science.1093027. PMID  14752164.
  9. ^ Тюдор, Дж. Дж .; Макканн, М. П. (2007). «Геномный анализ и молекулярная биология хищных прокариот». Хищные прокариоты. Монографии по микробиологии. 4. п. 153. Дои:10.1007/7171_056. ISBN  978-3-540-38577-6.

внешняя ссылка