Пелагибактер убик - Pelagibacter ubique

Пелагибактер убик
Pelagibacter.jpg
Научная классификация
(Candidatus )
Домен:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Alphaproteobacteria
Подкласс:
Риккетсиды
Заказ:
Pelagibacterales
Семья:
"Pelagibacteraceae "
Род:
Пелагибактер
Разновидность:
P. ubique
Биномиальное имя
Candidatus Pelagibacter ubique
Rappé et al. 2002 г.

Пелагибактер, с одним видом P. ubique, был изолирован в 2002 году и получил конкретное название,[1] хотя это еще не описано в соответствии с требованиями бактериологический код.[2] Это обильный член SAR11 клады в типе Alphaproteobacteria. Члены SAR11 - это доминирующие организмы, встречающиеся как в соленой, так и в пресной воде во всем мире, возможно, самые многочисленные. бактерия в мире, и первоначально были известны только по их рРНК гены, которые впервые были идентифицированы в образцах окружающей среды из Саргассово море в 1990 году лабораторией Стивена Джованнони в отделении микробиологии Государственный университет Орегона а позже обнаружен в океанах по всему миру.[3] P. ubique и его родственники могут быть самыми многочисленными организмами в океане и, вполне возможно, самыми многочисленными бактерии во всем мире. Он может составлять около 25% всей микробной планктон клеток, а летом они могут составлять примерно половину клеток, присутствующих в поверхностных водах умеренного пояса. Общая численность P. ubique и родственников оценивается примерно в 2 × 1028 микробы.[4]

Он имеет форму стержня или полумесяца и является одной из самых маленьких известных самовоспроизводящихся клеток с длиной 0,37–0,89.мкм и диаметром всего 0,12–0,20 мкм. В Пелагибактер геном занимает около 30% объема ячейки.[5] это грамм отрицательный.[6] Он перерабатывает растворенный органический углерод. Он претерпевает регулярные сезонные циклы обилия - летом достигает ~ 50% клеток в поверхностных водах умеренного пояса. Таким образом, он играет важную роль в земном цикл углерода.

Его открытие было предметом "Океаны микробов", эпизод 5 "Интимные незнакомцы: Невидимая жизнь на Земле" PBS.[7]

Выращивание

Несколько штаммов Пелагибактер убик были выращены благодаря усовершенствованным методам изоляции.[8] Наиболее изученным штаммом является HTCC1062 (высокопроизводительный сбор культивирования).[1]

Факторы, которые регулируют популяции SAR11, по большей части остаются неизвестными. У них есть датчики для азот, фосфат, и утюг ограничение и очень необычное требование для уменьшения сера соединения.[9] Предполагается, что они сформировались в результате эволюции экосистемы с низким содержанием питательных веществ, такой как Саргассово море, где оно было впервые обнаружено.[10]

Население P. ubique клетки могут удваиваться каждые 29 часов, что довольно медленно, но они могут воспроизводиться в условиях низкого содержания питательных веществ.[11]

P. ubique можно выращивать на определенной искусственной среде с добавками восстановленной серы, глицина, пирувата и витаминов.[12]

Геном

Геном P. ubique штамм HTCC1062 был полностью секвенирован в 2005 г., показав, что P. ubique имеет самый маленький геном (1 308 759 п.н.) любого свободно живого организма[5] кодирует только 1354 открытых рамки считывания (всего 1389 генов).[13] Единственные виды с меньшими геномами - это внутриклеточные симбионты и паразиты, такие как Mycoplasma genitalium или же Nanoarchaeum equitans[5] Он имеет наименьшее количество открытых рамок считывания среди всех свободных живых организмов и самые короткие межгенные спейсеры, но все же имеет метаболические пути на все 20 аминокислоты и большинство сопутствующих факторов.[5] Его геном был обтекаемый. Эта концепция оптимизации важна, потому что она снижает количество энергии, необходимой для репликации клеток.[6] P. ubique экономит энергию за счет использования пар оснований A и T (≈70,3% от всех пар оснований), потому что они содержат меньше азот, ресурс, который трудно усвоить организмам.[6]

Некодирующие РНК были идентифицированы в P. ubique через биоинформатика экран опубликованных геномных и метагеномных данных. Примеры нкРНК, обнаруженной в этих организмах, включают Рибопереключатель SAM-V, и другие цис-регуляторный такие элементы, как rpsB мотив.[14][15] Другой пример важной нкРНК в P. ubique и другие члены клады SAR11 представляют собой консервативный, активируемый глицином рибосвитч на малатсинтазе, предположительно приводящий к «функциональной ауксотрофии» глицина или предшественников глицина для достижения оптимального роста.[16]

Обнаружен протеородопсин. гены, которые помогают усилить опосредованное светом протонные насосы. Тонкие различия возникают в выражении его кодон последовательности, когда он подвергается световой или темной обработке. Больше генов для окислительного фосфорилирования проявляются в темноте.[17]

Имя

Смотрите также: Бактериальная систематика

Название рода (Пелагибактер) происходит от латинского существительного мужского рода пелагус ("море") в сочетании с суффиксом -бактер (палочка, бактерия), что означает «морская бактерия». Соединяющая гласная - это «i», а не «o», так как первый член - латинское «pelagus», а не Греческий оригинал πέλαγος (пелагосы) (слово пелагус это греческое слово, используемое в латинской поэзии, это существительное 2-го склонения с греческим неправильным именительным падежом множественного числа пелаге и нет пелаги[18]). Название видового эпитета (убик) - латинское наречие, означающее «везде»; виды со статусом Candidatus не опубликованы на законных основаниях, поэтому не обязательно должны быть грамматически правильными, например иметь конкретные эпитеты, которые должны быть прилагательными или существительными в приложении в именительном падеже или существительными в родительном падеже в соответствии с правило 12c IBCN.[19]

Термин «Candidatus» используется для предполагаемых видов, по которым отсутствует информация (см.[20]) не позволяет ему считаться подтвержденным видом в соответствии с бактериологическим кодом,[21][22] например, депонирование в двух хранилищах общественных ячеек или отсутствие Анализ FAME[23][24] тогда как "Cadidatus Pelagibacter ubique" не входит в АТСС [1] и ДСМЗ [2], а также анализ липиды и хиноны было проведено.

HTTC1062 - типовой штамм вида Пелагибактер убик, который, в свою очередь, является типовым видом рода Pelagibacter,[1] который, в свою очередь, является типовым родом клады SAR11 или семейства "Pelagibacteraceae".[25]

Бактериофаг

Об этом сообщается в Природа в феврале 2013 г. бактериофаг HTVC010P, который атакует P. ubique, был обнаружен, и «вероятно, это действительно самый распространенный организм на планете».[26][27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Майкл С. Раппе; Стефани А. Коннон; Кевин Л. Верджин; Стивен Дж. Джованнони (2002). «Выращивание вездесущей клады морского бактериопланктона SAR11». Природа. 418 (6898): 630–633. Bibcode:2002Натурал.418..630р. Дои:10.1038 / природа00917. PMID  12167859.
  2. ^ Список внесенных в список видов-кандидатов в LPSN; Euzéby, J.P. (1997). «Список названий бактерий с позиции в номенклатуре: папка, доступная в Интернете». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 47 (2): 590–2. Дои:10.1099/00207713-47-2-590. PMID  9103655.
  3. ^ Р. М. Моррис и др. (2002). «Клада SAR11 доминирует над сообществами бактериопланктона поверхности океана». Природа. 420 (6917): 806–810. Bibcode:2002Натура 420..806М. Дои:10.1038 / природа01240. PMID  12490947.
  4. ^ «Candidatus Pelagibacter Ubique». Европейский институт биоинформатики. Европейский институт биоинформатики, 2011. Интернет. 8 января 2012 г. http://www.ebi.ac.uk/2can/genomes/bacteria/Candidatus_Pelagibacter_ubique.html В архиве 1 декабря 2008 г. Wayback Machine
  5. ^ а б c d Стивен Дж. Джованнони, Х. Джеймс Трипп и др. (2005). «Оптимизация генома в космополитической океанической бактерии». Наука. 309 (5738): 1242–1245. Bibcode:2005Наука ... 309.1242G. Дои:10.1126 / science.1114057. PMID  16109880.
  6. ^ а б c «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2006-03-05. Получено 2012-02-02.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь), Готье, Николас; Зинман, Гай; Д’Антонио, Маттео; Авраам, Михаил. Сравнительный курс микробной геномики DTU. 2005 г.
  7. ^ Посмотреть «Океаны микробов» http://www.podcastdirectory.com/podshows/4339749 В архиве 2012-02-17 в Wayback Machine
  8. ^ Stingl, U .; Tripp, H.J .; Джованнони, С. Дж. (2007). «Усовершенствования высокопроизводительного культивирования позволили получить новые штаммы SAR11 и другие многочисленные морские бактерии с побережья Орегона и места проведения исследований на Бермудских островах в Атлантическом океане». Журнал ISME. 1 (4): 361–71. Дои:10.1038 / ismej.2007.49. PMID  18043647.
  9. ^ Х. Джеймс Трипп; Джошуа Б. Китнер; Майкл С. Швальбах; Джон В. Х. Дейси; и другие. (Апрель 2008 г.). «Морским бактериям SAR11 для роста требуется экзогенная восстановленная сера». Природа. 452 (7188): 741–4. Bibcode:2008Натура.452..741Т. Дои:10.1038 / природа06776. PMID  18337719.
  10. ^ Лаборатория Джованнони http://giovannonilab.science.oregonstate.edu/ В архиве 2011-07-20 на Wayback Machine
  11. ^ Джованнони Стивен Дж .; Стингл Ульрих (2005). «Молекулярное разнообразие и экология микробного планктона». Природа. 437 (7057): 343–348. Bibcode:2005Натура 437..343Г. Дои:10.1038 / природа04158. PMID  16163344.
  12. ^ Карини, Пол; и другие. (2012). «Потребность в питательных веществах для роста экстремального олиготрофа Candidatus Pelagibacter ubique HTCC1062 на определенной среде». Журнал ISME. 7 (3): 592–602. Дои:10.1038 / ismej.2012.122. ЧВК  3578571. PMID  23096402.
  13. ^ «Геном Pelagibacter ubique». NCBI. Получено 27 ноября 2012.
  14. ^ Мейер М.М., Эймс Т.Д., Смит Д.П. и др. (2009). «Идентификация кандидатных структурированных РНК в морском организме Candidatus Pelagibacter ubique.'". BMC Genomics. 10: 268. Дои:10.1186/1471-2164-10-268. ЧВК  2704228. PMID  19531245.
  15. ^ Poiata E; Мейер ММ; Эймс ТД; Breaker RR (ноябрь 2009 г.). «Вариант класса аптамеров рибопереключателя для S-аденозилметионина, распространенного у морских бактерий». РНК. 15 (11): 2046–56. Дои:10.1261 / rna.1824209. ЧВК  2764483. PMID  19776155.
  16. ^ Х. Джеймс Трипп; Майкл С. Швальбах; Мишель М. Мейер; Джошуа Б. Китнер; и другие. (Январь 2009 г.). «Уникальный рибопереключатель, активируемый глицином, связан с ауксотрофией глицин-серин в SAR11». Экологическая микробиология. 11 (1): 230–8. Дои:10.1111 / j.1462-2920.2008.01758.x. ЧВК  2621071. PMID  19125817.
  17. ^ Штейндлер Лаура; Schwalbach Michael S .; Smith Daniel P .; Чан Фрэнсис; и другие. (2011). «Истощенный энергией Candidatus Pelagibacter Ubique заменяет свето-опосредованное производство АТФ для эндогенного углеродного дыхания». PLOS ONE. 6 (5): 9999. Bibcode:2011PLoSO ... 619725S. Дои:10.1371 / journal.pone.0019725. ЧВК  3090418. PMID  21573025.
  18. ^ Грегори Р. Крейн. "запись пелагуса в цифровой библиотеке Персея". Проект цифровой библиотеки Perseus. Университет Тафтса. Получено 22 мая 2011.
  19. ^ Lapage, S .; Sneath, P .; Lessel, E .; Скерман, В .; Seeliger, H .; Кларк, В. (1992). Международный кодекс номенклатуры бактерий: Бактериологический кодекс, редакция 1990 г.. Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. PMID  21089234.
  20. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-01-27. Получено 2010-12-15.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  21. ^ Мюррей, Р. Г. Э .; Шлейфер, К. Х. (1994). «Таксономические заметки: предложение по регистрации свойств предполагаемых таксонов прокариот». Int. J. Syst. Бактериол. 44 (1): 174–176. Дои:10.1099/00207713-44-1-174. PMID  8123559.
  22. ^ СУДЕБНАЯ КОМИССИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО КОМИТЕТА ПО СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ БАКТЕРИОЛОГИИ: Протоколы заседаний, 2 и 6 июля 1994 г., Прага, Чешская Республика " Int. J. Syst. Бактериол. 1995; 45, 195-196.
  23. ^ Euzéby J.P. (2010). "Вступление". Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре. Архивировано из оригинал на 2011-03-06. Получено 2010-12-16.
  24. ^ Снит, P.H.A (1992). Лапаге С.П .; Sneath, P.H.A .; Lessel, E.F .; Скерман, В.Б.Д .; Seeliger, H.P.R .; Кларк, W.A. (ред.). Международный кодекс номенклатуры бактерий. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество микробиологии. ISBN  978-1-55581-039-9. PMID  21089234.
  25. ^ Thrash, J.C .; Boyd, A .; Huggett, M. J .; Grote, J .; Carini, P .; Yoder, R.J .; Robbertse, B .; Spatafora, J. W .; Rappé, M. S .; Джованнони, С. Дж. (2011). «Филогеномное свидетельство общего предка митохондрий и клады SAR11». Научные отчеты. 1: 13. Bibcode:2011НатСР ... 1Е..13Т. Дои:10.1038 / srep00013. ЧВК  3216501. PMID  22355532.
  26. ^ «Блошиный рынок: недавно обнаруженный вирус может быть самым многочисленным организмом на планете». Экономист. 16 февраля 2013 г.. Получено 16 февраля 2013.
  27. ^ Zhao, Y .; Temperton, B .; Thrash, J.C .; Schwalbach, M. S .; Vergin, K. L .; Landry, Z.C .; Эллисман, М .; Deerinck, T .; Салливан, М. Б.; Джованнони, С. Дж. (2013). «Обилие вирусов SAR11 в океане». Природа. 494 (7437): 357–360. Bibcode:2013Натура.494..357Z. Дои:10.1038 / природа11921. PMID  23407494.

внешняя ссылка