Rhodobacter capsulatus - Rhodobacter capsulatus

Rhodobacter capsulatus
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Alphaproteobacteria
Заказ:
Rhodobacterales
Семья:
Rhodobacteraceae
Род:
Родобактер
Разновидность:
R. capsulatus
Биномиальное имя
Rhodobacter capsulatus
(Molisch 1907) Имхофф и др. 1984[1]
Тип штамма
ATCC 11166, ATCC 17015, ATH 2.3.1, BCRC 16406, C10, CCRC 16406, CCTM 1913, CCUG 31484, CGMCC 1.2359, CGMCC 1.3366, CIP 104408, DSM 1710, Ewart C10, HMSATH.2.3.1, IAM 14232, IFO 16435, JCM 21090, KCTC 2583, LMG 2962, NBRC 16435, NCIB 8254, NCIMB 8254, ван Ниль ATH.2.3.1, ван Ниль ATH.2.3.1.[2]
Синонимы[3]

Rhodopseudomonas capsulata

Rhodobacter capsulatus это разновидность пурпурные бактерии, группа бактерий, которые могут получать энергию через фотосинтез. Его название происходит от латинского прилагательного «capsulatus» («с сундуком», «инкапсулированный»), самого производного от латинского существительного «capsula» (что означает «маленькая коробка или сундук») и связанного с ним латинского суффикса для существительных мужского рода, «-atus» (означает, что что-то «снабжено» чем-то другим).[4]

Его полный геном секвенирован[5] и общедоступен.[6]

Открытие

Открытие Rhodobacter capsulatus приписывается Ганс Молиш, чешско-австрийский ботаник. Микроорганизм, тогда названный Rhodonostoc capsulatum, был идентифицирован в 1907 году в его книге Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen.[7] К. Б. ван Ниль затем охарактеризовал этот вид в 1944 г., где он был переименован Rhodopseudomonas capulata. Ван Ниль первоначально описал 16 штаммов R. capsulata что он смог получить культуру из образцов грязи, собранных в Калифорнии и на Кубе.[8] В 1984 г. вид будет реклассифицирован как Rhodobacter capsulatus с введением рода Родобактер. Этот род был введен для лучшей дифференциации Rhodopseudomonas виды с отчетливыми морфологическими различиями, например, с везикулярными внутрицитоплазматическими мембранами (мембранные компартменты в клетке, часто участвующие в фотосинтезе)[9] подобно R. capsulatus и Р. sphaeroides.[1]

Геномные характеристики

В R. capusulatus геном состоит из одного хромосома и один плазмида. Секвенирование по Сэнгеру был впервые использован для сборки генома. Затем полный геном был проанализирован с помощью нескольких программ, Critica, Мерцание, РНКаммер, tRNAscan, и АРАГОРН. Все эти программы идентифицируют различные группы генов, в том числе кодирующие белки, тРНК, тмРНК, и рРНК гены. Хромосома имеет размер примерно 3,7 Mb с 3,531 открытые рамки для чтения (ORF), в то время как плазмида меньше 133 kb и 154 ORF. Из 3531 ORF в хромосоме 3100 назначена известная функция. Еще 610 ORF имели сходство с известными генами, но их функция до сих пор не доказана. Остальные ORF были новыми, ничего похожего не было в UniRef90, NCBI-NR, COG, или же КЕГГ базы данных, используемые для сравнения. Генетический материал имел высокую Содержимое GC на 66,6%. R. capsulatus содержит все гены, необходимые для производства всех 20 аминокислот, а также 42 гены транспозаз, и 237 фаг гены, в том числе агент передачи гена (GTA). Хромосому можно найти в База данных NCBI под CP001312, а плазмида имеет инвентарный номер CP001313[10].

Экология

Эти бактерии предпочитают водную среду.[7] например, у естественных источников воды или в сточные воды.[11] R. capsulatus был изолирован от Соединенные Штаты и Куба.[12] Первоначально эти бактерии можно было выращивать в лаборатории, помещая образцы из окружающей среды на RCVBN (DL-яблочная кислота, сульфат аммония, биотин, никотоновая кислота, микроэлементы и некоторые дополнительные соединения) среды и их инкубации анаэробно с достаточным освещением. Затем колонии на этих чашках можно было изолировать, выращивать в чистая культура, и обозначен как R. capsulatus.[11] С секвенированием его генома теперь можно использовать секвенирование РНК и ДНК для идентификации этого вида.[13][14]

Морфология и физиологические характеристики

R. capsulatus это фототрофный бактерия с некоторыми отличительными характеристиками. Они могут расти как палочки или как подвижные коккобациллы, в зависимости от окружающей среды. При уровне pH ниже 7 бактерия имеет сферическую форму и образует цепочки. Когда pH поднимается выше 7, они переключаются на морфологию стержня. Длина палочковидных бактерий также зависит от pH; клетки удлиняются при повышении pH. В форме стержня они также часто образуют изогнутые цепи. В оригинальной статье они описываются как зигзагообразные по форме.[15]. В ответ на стресс, оказываемый на клетку при pH 8 или выше, клетки проявляют плейоморфизм, или ненормально, нитчатый рост, и они производят слизистую субстанцию ​​для защиты. Анаэробное культивирование организма дает коричневый цвет от желто-коричневого до бордового. В средах, содержащих малонат, наблюдается красновато-коричневый или бордовый цвет. Когда организм выращивается в аэробных условиях, получается красный цвет. Этот вид не будет расти при температуре выше 30 ° C, и он будет расти в пределах от 6 до 8,5 pH, хотя конкретные оптимальные значения температуры и pH явно не указаны в характеристической бумаге[15]. Хотя большинство Родобактер виды пресноводны и плохо переносят соли, некоторые штаммы R. capsulatus по-видимому, переносят до 0,3 М NaCl в зависимости от источника азота[16].

Метаболизм

Как пурпурный без серы бактерия, она способна к аэробному росту без света или анаэробному росту при наличии света, а также ферментация[17]. Этот вид также способен к фиксация азота[18]. Для источников углерода: R. capsulatus может использовать глюкоза, фруктоза, аланин, глютаминовая кислота, пропионат, глутаровая кислота, и другие органические кислоты. Однако он не может использовать маннит, тартрат, цитрат, глюконат, этанол, сорбит, маннозу и лейцин, которые являются уникальными для Р. capsulatus по сравнению с другими видами этого рода. Наиболее успешные обогащения этого вида происходят за счет пропионата и органических кислот.[15]. Под фотогетеротрофный условия, R. capsulatus штамм B10 способен использовать ацетат как единственный источник углерода, но механизмы этого не были идентифицированы[19]. Исследованные штаммы не гидролизуются. желатин[15].

Значимость

Rhodobacter capsulatus был первым наблюдаемым микроорганизмом, производящим агенты переноса генов. А агент передачи гена (GTA) представляет собой фагоподобную частицу, которая переносит небольшое количество ДНК из хромосомы продуцирующей клетки, чтобы помочь в горизонтальный перенос генов. ДНК, упакованная в частицы, также случайна; он не содержит всех генов, необходимых для производства GTA. Хотя чем-то похож на преобразование частицы, GTA не создаются случайно, когда фаг упаковывает ДНК в вирусные частицы. Гены GTA и их регуляция контролируются самой клеткой, а не фагом.[20] Эти частицы были впервые идентифицированы, когда исследователи поместили несколько различных устойчивых к антибиотикам штаммов R. capsulatus в совместном культивировании и наблюдались штаммы с двойной устойчивостью. Этот обмен ДНК все еще наблюдался, даже когда контакт клеток был устранен и ДНКазы были добавлены, что позволило им исключить спряжение и трансформация как причина. Небольшой фильтруемый агент вскоре был идентифицирован как источник этого генетического обмена.[21] Когда был создан мутантный штамм, продуцирующий эти агенты в избыточном количестве, было доказано, что частицы производятся не фагом, а R. capsulatus.[22] После секвенирования генов продукции GTA было обнаружено, что больше видов продуцирует GTA, что приводит к Rhodobacter capsulatusАгент переноса гена сокращенно RcGTA.[20] Было высказано предположение, что суровые условия могут заставить клетку начать производство GTA, что позволит разделить геномную ДНК и увеличить общее генетическое разнообразие популяции.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б Имхофф Дж. Ф., Трупер Х. Г., Пфенниг Н. (июль 1984 г.). «Перестройка видов и родов фототрофных» пурпурных несерных бактерий."". Международный журнал систематической бактериологии. 34 (3): 340–343. Дои:10.1099/00207713-34-3-340.
  2. ^ «Rhodobacter capsulatus (паспорт таксона)». StrainInfo. Получено 8 декабря 2015.
  3. ^ «Rhodobacter capsulatus (Rhodopseudomonas capsulata)». UniProt. Получено 8 декабря 2015.
  4. ^ «Rhodobacter capsulatus - Браузер таксономии». StrainInfo. Получено 8 декабря 2015.
  5. ^ Стрнад Х, Лапидус А., Пейс Дж., Ульбрих П., Влчек С., Пейс В, Хазелкорн Р. (июль 2010 г.). «Полная последовательность генома фотосинтетической пурпурной несерной бактерии Rhodobacter capsulatus SB 1003». Журнал бактериологии. 192 (13): 3545–6. Дои:10.1128 / JB.00366-10. ЧВК  2897665. PMID  20418398.
  6. ^ «KEGG GENOME: Rhodobacter capsulatus». Киотская энциклопедия генов и геномов. Получено 8 декабря 2015.
  7. ^ а б Молиш Х (1907). Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen.
  8. ^ ван Ниль CB (март 1944 г.). «Культура, общая физиология, морфология и классификация не содержащих серы пурпурных и коричневых бактерий». Бактериологические обзоры. 8 (1): 1–118. Дои:10.1128 / MMBR.8.1.1-118.1944. ЧВК  440875. PMID  16350090.
  9. ^ LaSarre B, Kysela DT, Stein BD, Ducret A, Brun YV, McKinlay JB (июль 2018 г.). «Ограниченная локализация фотосинтетических интрацитоплазматических мембран (ICM) у нескольких родов пурпурных несерных бактерий». мБио. 9 (4). Дои:10.1128 / МБио.00780-18. ЧВК  6030561. PMID  29970460.
  10. ^ Стрнад, Хайнек; Лапидус, Алла; Темпы, янв; Ульбрих, Павел; Влчек, Честмир; Пейс, Вацлав; Хазелкорн, Роберт (01.07.2010). «Полная последовательность генома фотосинтетической пурпурной несерной бактерии Rhodobacter capsulatus SB 1003». Журнал бактериологии. 192 (13): 3545–3546. Дои:10.1128 / JB.00366-10. ISSN  0021-9193. PMID  20418398.
  11. ^ а б Weaver PF, Wall JD, Gest H (ноябрь 1975 г.). «Характеристика Rhodopseudomonas capsulata». Архив микробиологии. 105 (3): 207–16. Дои:10.1007 / BF00447139. PMID  1103769.
  12. ^ Пухалте М.Дж., Лусена Т., Рувира М.А., Арахал Д.Р., Мачиан М.С. (2014). «Семейство Rhodobacteraceae». Прокариоты. Springer Berlin Heidelberg. С. 439–512. Дои:10.1007/978-3-642-30197-1_377. ISBN  978-3-642-30196-4.
  13. ^ «KEGG GENOME: Rhodobacter capsulatus». Киотская энциклопедия генов и геномов. Получено 8 декабря 2015.
  14. ^ Стрнад Х, Лапидус А., Пейс Дж., Ульбрих П., Влчек С., Пейс В, Хазелкорн Р. (июль 2010 г.). «Полная последовательность генома фотосинтетической пурпурной несерной бактерии Rhodobacter capsulatus SB 1003». Журнал бактериологии. 192 (13): 3545–6. Дои:10.1128 / JB.00366-10. PMID  20418398.
  15. ^ а б c d ван Ниль, К. Б. (1944). «КУЛЬТУРА, ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ, МОРФОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЗЕРНЫХ ФИОЛЕТОВЫХ И КОРИЧНЕВЫХ БАКТЕРИЙ». Бактериологические обзоры. 8 (1): 1–118. Дои:10.1128 / MMBR.8.1.1-118.1944. ISSN  0005-3678. ЧВК  440875. PMID  16350090.
  16. ^ Igeno, M. I .; Мораль, К. Г. Дел; Castillo, F .; Кабальеро, Ф. Дж. (1 августа 1995 г.). «Галотолерантность фототрофной бактерии Rhodobacter capsulatus E1F1 зависит от источника азота». Прикладная и экологическая микробиология. 61 (8): 2970–2975. Дои:10.1128 / AEM.61.8.2970-2975.1995. ISSN  0099-2240. PMID  16535098.
  17. ^ Тичи, Мэри А .; Табита, Ф. Роберт (2001-11-01). «Интерактивный контроль окислительно-восстановительных систем Rhodobacter capsulatus при фототрофном метаболизме». Журнал бактериологии. 183 (21): 6344–6354. Дои:10.1128 / JB.183.21.6344-6354.2001. ISSN  0021-9193. PMID  11591679.
  18. ^ «Rhodobacter capsulatus (ID 1096) - Геном - NCBI». www.ncbi.nlm.nih.gov. Получено 2020-04-13.
  19. ^ Петушкова, Э. П .; Цыганков, А.А. (01.05.2017). «Метаболизм ацетата у пурпурной несерной бактерии Rhodobacter capsulatus». Биохимия (Москва). 82 (5): 587–605. Дои:10.1134 / S0006297917050078. ISSN  1608-3040. PMID  28601069.
  20. ^ а б Ланг А.С., Жакыбаева О., Битти Дж. Т. (июнь 2012 г.). «Агенты переноса генов: фагоподобные элементы генетического обмена». Обзоры природы. Микробиология. 10 (7): 472–82. Дои:10.1038 / nrmicro2802. ЧВК  3626599. PMID  22683880.
  21. ^ Маррс Б. (март 1974 г.). «Генетическая рекомбинация в Rhodopseudomonas capsulata». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 71 (3): 971–3. Bibcode:1974ПНАС ... 71..971М. Дои:10.1073 / пнас.71.3.971. ЧВК  388139. PMID  4522805.
  22. ^ Йен ХК, Ху Н.Т., Маррс Б.Л. (июнь 1979 г.). «Характеристика агента переноса гена, сделанного мутантом-избыточным продуцентом Rhodopseudomonas capsulata». Журнал молекулярной биологии. 131 (2): 157–68. Дои:10.1016/0022-2836(79)90071-8. PMID  490646.
  23. ^ Лэнг А.С., Битти Дж. Т. (январь 2000 г.). «Генетический анализ бактериального элемента генетического обмена: агент переноса гена Rhodobacter capsulatus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 97 (2): 859–64. Bibcode:2000PNAS ... 97..859L. Дои:10.1073 / пнас.97.2.859. ЧВК  15421. PMID  10639170.

внешняя ссылка