Спироплазма - Spiroplasma

Спироплазма
Spiro.jpg
Кукурузный трюк Спироплазма в клетках флоэмы. Толстый срез (0,4 мкм), наблюдаемый в ПЭМ. Увеличение в 75000 раз.
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Tenericutes
Учебный класс:
Молликуты
Заказ:
Entomoplasmatales
Семья:
Spiroplasmataceae
Род:
Спироплазма
Clades[1]

Спироплазма это род Молликуты, группа малых бактерии без клеточные стенки. Спироплазма разделяет простой метаболизм, паразитарный образ жизни, морфология колонии жареных яиц и малый геном других Молликуты, но имеет характерную спиральную морфологию, в отличие от Микоплазма. Он имеет форму спирали и движется штопором. Много Спироплазма находятся либо в кишечнике, либо гемолимфа насекомых, где они могут действовать, чтобы управлять воспроизводством хозяина, или защищать хозяина как эндосимбионты. Спироплазма также являются болезнетворными агентами в флоэма растений. Спироплазмы бывают привередливый организмы, которым требуется богатая питательная среда. Обычно они хорошо растут при 30 ° C, но не при 37 ° C. Несколько видов, особенно Spiroplasma mirum, хорошо растут при 37 ° C (температура человеческого тела) и вызывают катаракта и неврологические повреждения у грудных мышей. Наиболее изученными видами спироплазм являются: Spiroplasma poulsonii, репродуктивный манипулятор и защитный симбионт насекомых, Citri Spiroplasma, возбудитель цитрусовые стойкие болезни, и Спироплазма кункелии, возбудитель кукурузная задержка роста.

Патогенность человека

Существуют некоторые спорные доказательства роли спироплазмы в этиология из трансмиссивные губчатые энцефалопатии (TSE), в первую очередь за счет работы Фрэнк Бастиан, кратко изложенное ниже. Другим исследователям не удалось воспроизвести эту работу, в то время как прион Модель для TSE получила очень широкое распространение.[2] Исследование 2006 года, кажется, опровергает роль спироплазмы у лучших мелких животных. скрепи модель (хомяки).[3] Bastian et al. (2007) ответили на этот вызов, выделив вид спироплазмы из ткани, инфицированной скрепи, вырастили его в бесклеточной культуре и продемонстрировали его инфекционность у жвачных животных.[4]

Симбиозы насекомых

Много Спироплазма штаммы - это передающиеся по вертикали эндосимбионты Дрозофила видов, с различными механизмами изменения хозяина, подобными Вольбахия. Эти штаммы происходят из Spiroplasma poulsonii clade, и может иметь важное влияние на приспособленность хозяина. В S. poulsonii напряжение Drosophila neotestacea защищает своего хозяина от паразитических нематод. Это взаимодействие является примером защитный симбиоз, где приспособленность симбионта неразрывно связана с приспособленностью хозяина. В D. neotestacea S. poulsonii также защищает своего хозяина-муху от заражения паразитическими осами.[5][6] Механизм, посредством которого S. poulsonii атакует нематод и паразитических ос зависит от присутствия токсинов, называемых белками, инактивирующими рибосомы (RIP), аналогично Сарцин или же Рицин.[7] Эти токсины депуринируют консервативный сайт аденина в 28s рибосомной РНК эукариот, называемый петлей сарцин-рицин, путем расщепления N-гликозидной связи между основной цепью рРНК и аденином.[7] Спироплазма ассоциации подчеркивают растущее движение к рассмотрению наследуемых симбионтов как важных движущих сил в моделях эволюции.[8][9]

В S. poulsonii напряжение Drosophila melanogaster может также атаковать паразитоидных ос, но не считается главным защитным симбионтом. Это потому что это D. melanogaster Спироплазма (называемый MSRO) убивает D. melanogaster яйцеклетки, оплодотворенные Y-несущей спермой. Этот способ репродуктивной манипуляции приносит пользу симбионту, поскольку самка мухи имеет более высокую репродуктивную способность, чем самцы. Генетическая основа этого убийства мужчин была обнаружена в 2018 году, что позволило разгадать многолетнюю тайну того, как бактерии нацелены на специфические для мужчин клетки.[10] В интервью Global Health Institute д-р Тошиюки Харумото сказал, что это открытие является первым примером бактериального эффекторного белка, который влияет на клеточный аппарат хозяина в зависимости от пола, и первым фактором эндосимбионта, идентифицированным для объяснения причины мужского убийство. Таким образом, это должно иметь большое влияние на области симбиоза, определения пола и эволюции.[11]

Вне Дрозофила, Спироплазма из apis, хризопикола, Citri, мир, и poulsonii клады встречаются у многих насекомых и членистоногих, в том числе пчелы, муравьи, жуки, и бабочки.[1][12] Убийство мужчин также встречается в Спироплазма божьей коровки Harmonia axyridis и простой тигр бабочка. У простой тигровой бабочки последствия привели к видообразование.[13]

Болезни растений

Citri Spiroplasma является возбудителем Цитрусовые стойкие болезни, заболевание растений, поражающее виды этого рода Цитрусовые.[14] Поражает флоэму пораженного растения, вызывая деформацию плодов. Спироплазма кункелии также упоминается как Спироплазма кукурузного трюка, так как является возбудителем Болезнь кукурузного тупика, болезнь кукурузы и других трав, задерживающая рост растений. Спироплазма кункелии представляет собой серьезный экономический риск, поскольку производство кукурузы в США - это отрасль стоимостью более 50 миллиардов долларов.[15] Обе Spiroplasma citri и Спироплазма кункелии передаются цикадки.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Баллинджер, Мэтью Дж .; Мур, Логан Д .; Перлман, Стив Дж .; Стабб, Эрик В. (31 января 2018 г.). «Эволюция и разнообразие унаследованных Спироплазма Симбионты в Мирмика Муравьи ». Прикладная и экологическая микробиология. 84 (4). Дои:10.1128 / AEM.02299-17. PMID  29196290.
  2. ^ Leach, R.H .; Matthews, W.B .; Уилл Р. (июнь 1983 г.). "Болезнь Крейтцфельдта-Якоба". Журнал неврологических наук. 59 (3): 349–353. Дои:10.1016 / 0022-510x (83) 90020-5. PMID  6348215.
  3. ^ Алексеева, И .; Elliott, E.J .; Rollins, S .; Гаспарич, Г. Э .; Lazar, J .; Ровер, Р. Г. (3 января 2006 г.). «Отсутствие спироплазмы или других бактериальных генов 16S рРНК в тканях мозга хомяков со скрейпи». Журнал клинической микробиологии. 44 (1): 91–97. Дои:10.1128 / JCM.44.1.91-97.2006. ЧВК  1351941. PMID  16390954.
  4. ^ Bastian, Frank O .; Сандерс, Дерл Э .; Forbes, Will A .; Hagius, Sue D .; Уокер, Джоэл V .; Хенк, Уильям Дж .; Энрайт, Фред М .; Эльзер, Филип Х. (1 сентября 2007 г.). «Spiroplasma spp. От трансмиссивной губчатой ​​энцефалопатии головного мозга или клещей вызывает губчатую энцефалопатию у жвачных животных». Журнал медицинской микробиологии. 56 (9): 1235–1242. Дои:10.1099 / jmm.0.47159-0. PMID  17761489.
  5. ^ Jaenike, J .; Unckless, R .; Cockburn, S. N .; Boelio, L.M .; Перлман, С. Дж. (8 июля 2010 г.). "Адаптация через симбиоз: недавнее распространение защитного симбионта дрозофилы". Наука. 329 (5988): 212–215. Bibcode:2010Sci ... 329..212J. Дои:10.1126 / science.1188235. PMID  20616278.
  6. ^ Haselkorn, Tamara S .; Дженике, Джон (июль 2015 г.). «Макроэволюционная персистенция наследственных эндосимбионтов: приобретение, сохранение и выражение адаптивных фенотипов в». Молекулярная экология. 24 (14): 3752–3765. Дои:10.1111 / mec.13261. PMID  26053523.
  7. ^ а б Баллинджер, Мэтью Дж .; Перлман, Стив Дж .; Херст, Грег (6 июля 2017 г.). «Общность токсинов в защитном симбиозе: белки, инактивирующие рибосомы, и защита от паразитических ос у дрозофилы». Патогены PLOS. 13 (7): e1006431. Дои:10.1371 / journal.ppat.1006431. ЧВК  5500355. PMID  28683136.
  8. ^ Дженике, Джон; Stahlhut, Julie K .; Boelio, Lisa M .; Uncless, Роберт Л. (январь 2010 г.). «Связь между Wolbachia и Spiroplasma внутри Drosophila neotestacea: возникающий симбиотический мутуализм?». Молекулярная экология. 19 (2): 414–425. Дои:10.1111 / j.1365-294X.2009.04448.x. PMID  20002580.
  9. ^ Кох, Хауке; Шмид-Хемпель, Пол (29 ноября 2011 г.). «Социально передаваемая кишечная микробиота защищает шмелей от кишечных паразитов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (48): 19288–19292. Bibcode:2011PNAS..10819288K. Дои:10.1073 / pnas.1110474108. ЧВК  3228419. PMID  22084077.
  10. ^ Харумото, Тошиюки; Леметр, Бруно (май 2018 г.). «Токсин, убивающий самцов, в бактериальном симбионте дрозофилы». Природа. 557 (7704): 252–255. Bibcode:2018Натура.557..252H. Дои:10.1038 / s41586-018-0086-2. ЧВК  5969570. PMID  29720654.
  11. ^ Папагеоргиу, Ник (5 июля 2018 г.). "Тайна раскрыта: бактериальный белок, убивающий самцов плодовых мушек".
  12. ^ Цусима, Юсуке; Накамура, Кайо; Тагами, Ёсукэ; Миура, Кадзуки (апрель 2015 г.). "Показатели спариваний и распространенность убийств самцов Спироплазма в Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) ". Энтомологическая наука. 18 (2): 217–220. Дои:10.1111 / ens.12113.
  13. ^ Джиггинс, Ф. М .; Hurst, G.D.D .; Jiggins, C.D .; Schulenburg, J.H.G. v d; Майерус, М. Э. Н. (2000). «Бабочка Danaus chrysippus инфицирована бактериями Spiroplasma, убивающими самцов». Паразитология. 120 (5): 439–446. Дои:10.1017 / S0031182099005867. PMID  10840973.
  14. ^ Йокоми, Раймонд К .; Mello, Alexandre F. S .; Сапонари, Мария; Флетчер, Жаклин (февраль 2008 г.). «Обнаружение на основе полимеразной цепной реакции Citri Spiroplasma Связано с упорным заболеванием цитрусовых ". Болезнь растений. 92 (2): 253–260. Дои:10.1094 / PDIS-92-2-0253. PMID  30769379.
  15. ^ «Использование спектральных индексов растительности для обнаружения заражения европейской кукурузой мотыльков на кукурузных делянках в штате Айова | Научный перечень | Агентство по охране окружающей среды США». Cfpub.epa.gov. Получено 2019-02-12.
  16. ^ Рамирес, А. С .; Rosas, A .; Hernández-Beriain, J. A .; Orengo, J.C .; Saavedra, P .; de la Fe, C .; Fernández, A .; Поведа, Дж. Б. (июль 2005 г.). «Связь между ревматоидным артритом и Mycoplasma pneumoniae: исследование случай – контроль». Ревматология. 44 (7): 912–914. Дои:10.1093 / ревматология / keh630. PMID  15814575.

внешняя ссылка