Deinococcus deserti - Deinococcus deserti

Deinococcus deserti
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Deinococcus-Thermus
Класс:
Дейнококки
Порядок:
Deinococcales
Семья:
Deinococcaceae
Род:
Деинококк
Виды:
D. deserti
Биномиальное имя
Deinococcus deserti
де Гроот и др. 2005 г.[1]

Deinococcus deserti это Грамм отрицательный, стержневидный бактерия что принадлежит Deinococcaceae, группа чрезвычайно радиотолерантных бактерий. D. deserti и другие Deinococcaceae обладают исключительной способностью противостоять ионизирующее излучение.[2]

Описание

Deinococcus deserti имеет общее с другими Дейнококки сильно конденсированный нуклеоид, высокое клеточное соотношение Mn / Fe и несколько Деинококк специфические гены, связанные с радиационной толерантностью, например, от ddrA до ddrD, pprA и irrE.[3]

Геном D. deserti VCD115 состоит из четырех репликонов: основной хромосомы (2,82 т.п.н.) и трех плазмид, P1 (325 т.п.н.), P2 (314 т.п.н.) и P3 (396 т.п.н.).[4]

История

Устойчивость к гамма- и УФ-излучению напряжения были изолированы из смеси проб песка, отобранных в Сахара Пустыня в Марокко и Тунисе после воздействия на песок гамма-излучения 15 кГр. Штаммы не росли на богатой среде, такой как триптиказо-соевый бульон (TSB), но действительно росли в виде беловатых колоний на TSB, разведенном в десять раз. Генотипические и фенотипические свойства позволили отличить от признанных Деинококк виды. Таким образом, штаммы были идентифицированы как представляющие новый виды, для которого имя Deinococcus deserti sp. ноя предлагается.[5]

Радиорезистентность

Хромосомы с многочисленным излучением или высыхание -индуцированные двухниточные разрывы могут быть устранены за несколько часов в D. deserti. Крайняя радиотолерантность Deinococcaceae стала объектом интенсивных исследований с использованием D. Radiodurans как модель.

Механизмы радиорезистентности

В клетках, подвергнутых облучению, ДНК-рекомбиназа RecA была первой. белок который оказался сильно индуцированным. RecA необходим для радиотолерантности и верности Ремонт ДНК и геном стабильность в D. Radiodurans. Молекулярные механизмы, лежащие в основе репарации ДНК, также были исследованы транскриптомика привело к описанию репертуара генов, отвечающих на острое гамма-облучение, включая гены, участвующие в Репликация ДНК, восстановление и рекомбинация, метаболизм клеточной стенки, клеточный транспорт и многие другие функции, не охарактеризованные.

В предыдущих экспериментах с микрочипами с D. Radiodurans, пять наиболее радиоиндуцированных генов были Деинококк-специфические гены ddrA, ddrB, ddrC, ddrD, и pprA. Их гомологи в D. deserti также были одними из наиболее индуцированных, показывая, что не только их присутствие, но и их сильные усиление регулирования в ответ на радиационное поражение сохраняется.[3]

Общий мотив реакции облучения / высыхания из 17 пар оснований (RDRM) был идентифицирован перед набором радиационно-индуцированных генов, включая различные гены репарации ДНК, такие как recA, gyrA, uvrB и SSB, что убедительно свидетельствует о наличии регулона RDR, который сохраняется в Деинококк виды. В irrE ген важен для радиационной стойкости и необходим для радиационно-индуцированной экспрессии recA и другие гены с сайтом RDRM (мотив ответа на облучение / высыхание) в Д. радиодуранс и D. deserti. DdrO может быть глобальным регулятором регулона RDR, потому что это единственный индуцированный и консервативный регулятор ген, которому предшествует сайт RDRM в D. radiodurans, D. geothermalis и D. deserti. IrrE - это сайт-специфическая протеаза, которая расщепляет и инактивирует репрессор DdrO, что приводит к индуцированной экспрессии генов, необходимых для репарации ДНК и выживания клеток после воздействия радиации.[6]

RecAC и RecAP - это функциональные белки, которые позволяют восстанавливать массивные повреждения ДНК после воздействия D. deserti к высоким дозам гамма- и УФ-излучения. ImuY и DnaE2 участвуют в точечном мутагенезе, индуцированном ультрафиолетом.[7]

Эволюция радиорезистентности

Эволюцию организмов, способных пережить острую дозу облучения в 15 000 Гр, трудно объяснить, учитывая очевидное отсутствие высокорадиоактивных сред обитания на Земле в течение геологического времени. Таким образом, кажется более вероятным, что давление естественного отбора для эволюции радиационно-устойчивых бактерий было хроническим воздействием нерадиоактивных форм повреждения ДНК, в частности тех, которым способствует высыхание.[4]

Протеомика

Точный аннотация генома из его 3455 генов на этапе первичной аннотации управлялись обширным протеом анализ. Набор из 1348 белков был обнаружен после выращивания в стандартных условиях и фракционирования протеома фенил-сефарозой. хроматография.

В этом исследовании было охарактеризовано 664 N-концевых пептида из 341 белка, что привело к валидации 278 и корректировке 63 кодонов инициации трансляции в D. deserti Геном VCD115. Четыре новых открытые рамки для чтения были также обнаружены в его геноме посредством обнаружения пептидных сигнатур для соответствующих полипептидов. Пептиды были идентифицированы с помощью поисковой системы MASCOT по базе данных, состоящей из шестикадрового перевода всего текста. D. deserti геном. Эта база данных включала 65 801 гипотетическую белковую последовательность с большой долей коротких ORF (68% ORF имеют менее 80 остатков).

На этом этапе 557 имеют сигнатуры, соответствующие N-концам 278 различных белков, ранее аннотированных.

1119 полипептидов из D. deserti были предсказаны как содержащие сигнальный пептид либо нейронными сетями, либо скрытая марковская модель подходы.

В общей сложности 341 N-конец белка был достоверно идентифицирован в D. deserti Протеом, меченный ТМФР. Из них 63 не были правильно аннотированы в первом D. deserti аннотации генома и должны быть соответственно изменены. Было проведено сравнение последовательностей генов трех секвенированных Деинококк геномы. Предполагается, что N-концы 37 и 100 дополнительных белков из D. geothermalis и D. Radiodurans геномы, соответственно, следует реаннотировать. При рассмотрении проверенных вручную пептидов, модифицированных TMPP, было идентифицировано 664 уникальных сигнатуры для N-концов с 398 триптическими и 266 химотриптическими последовательностями. Таким образом, было установлено, что эти два переваривания дополняют друг друга. Набор данных по N-концу соответствует 10% теоретического протеома. Значительное количество ошибочных аннотаций, вероятно, еще предстоит исправить.[8]

использованная литература

  1. ^ Parte, A.C. «Дейнококк». LPSN.
  2. ^ Дедье, А; Sahinovic, E; Guerin, P; Blanchard, L; Fochesato, S; Менье, Б; де Гроот, А; Арменго, Дж (2013). «Основные изменения растворимого протеома в Deinococcus deserti на самых ранних стадиях после гамма-облучения ". Протеомная наука.
  3. ^ а б де Гроот, А; Roche, D; Фернандес, Б. Ludanyi, M; Cruveiller, S; Pignol, D; Валленет, Д; Armengaud, J; Бланшар, Л. (март 2014 г.). «Секвенирование РНК и протеогеномика показывают важность мРНК без лидера в радиационно-толерантных бактериях Deinococcus deserti». Genome Biol. Evol.
  4. ^ а б Де Гроот, А; Дулермо, Р; Ortet, P; Blanchard, L; Geurin, P; Фернандес, Б. Вачери, B; Доссат, С; Жоливе, Э (март 2009 г.). «Альянс протеомики и геномики, чтобы разгадать специфику сахарной бактерии Deinococcus deserti». PLoS Genetics. 5: e1000434. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000434. ЧВК  2669436. PMID  19370165.
  5. ^ де Гроот, А; Чапон, В; Слуга, П; Кристен, Р. Фишер-Ле Со, М; Sommer, S; Хеулин, Т. (ноябрь 2005 г.). «Deinococcus deserti sp. Nov., Устойчивая к гамма-излучению бактерия, выделенная из пустыни Сахара». Int J Syst Evol Microbiol. 55: 2441–6. Дои:10.1099 / ijs.0.63717-0. PMID  16280508.
  6. ^ Ludanyi, M; Blanchard, L; Дулермо, Р; Бранделет, G; Bellanger, L; Pignol, D; Lemaire, D; де Гроот, А (сентябрь 2014 г.). «Радиационная реакция Deinococcus deserti: IrrE - это металлопротеиназа, которая расщепляет репрессорный белок DdrO». Молекулярная микробиология. 94: 434–449. Дои:10.1111 / мм. 12774.
  7. ^ Дулермо, Р; Fochesato, S; Blanchard, L; де Гроот, А (2009). «Мутагенный обход легиона и два функционально различных белка RecA в Deinococcus deserti". Молекулярная микробиология. 74: 194–208. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2009.06861.x.
  8. ^ Боде, М; Ortet, P; Gaillard, JC; Фернандес, B; Guerin, P; Энджалбал, К; Subra, G; де Гроот, А; Баракат, М (2010). "Уточнение на основе протеомики Deinococcus deserti Аннотации генома выявляют нежелательное использование неканонических кодонов инициации трансляции ". Американское общество биохимии и молекулярной биологии.

внешние ссылки