بيروباكيولوم
Pyrobaculum هو جنس من العتائق في عائلة Thermoproteaceae .
الوصف والأهمية
كما يوحي اسمها اللاتيني Pyrobaculum (أي "عصا النار")، فإن هذه العتائق عصوية الشكل ومعزولة عن المناطق ذات درجات الحرارة العالية. وهي سالبة الغرام، وتحيط بخلاياها طبقة S من وحدات البروتين الفرعية .
تُعدّ بكتيريا P. aerophilum كائناً حياً مُحباً للحرارة الشديدة ومتعدد القدرات الأيضية . وعلى عكس الكائنات الأخرى المُحبة للحرارة الشديدة، يمكنها العيش في وجود الأكسجين وتنمو بكفاءة في ظروف نقص الأكسجين .
تم عزل سلالة Pyrobaculum yellowstonensis WP30 من رواسب الكبريت العنصري ( نبع جوزيف كوت الساخن [JCHS]، 80 درجة مئوية، درجة حموضة 6.1، 135 ميكرومول من الزرنيخ) في منتزه يلوستون الوطني (YNP)، الولايات المتحدة الأمريكية. وهي كائن حي كيميائي عضوي غيري التغذية ، ويتطلب الكبريت العنصري و/أو الزرنيخات كمستقبل للإلكترونات . أدى نمو هذه السلالة في وجود الكبريت العنصري والزرنيخات إلى تكوين ثيوأرسينات ومتعددات الكبريتيد . تم تحديد التسلسل الكامل لجينوم هذا الكائن (1.99 ميجابايت ، 58% محتوى G+C )، مما كشف عن مسارات أيضية عديدة لتحلل الكربوهيدرات والأحماض الأمينية والدهون . كما تم تحديد جينات متعددة لأكسيدوريدوكتاز ثنائي ميثيل سلفوكسيد - موليبدوبترين (DMSO-MPT) ، والتي لها دور في اختزال الكبريت والزرنيخ. تم تحديد مسارات التخليق الحيوي لجميع العوامل المساعدة والمستقلبات المطلوبة تقريبًا . وأظهرت دراسة الجينوم المقارن لـ P. yellowstonensis وتسلسل الميتاجينوم المُجمَّع من JCHS أن هذا الكائن الحي يرتبط ارتباطًا وثيقًا (حوالي 95% متوسط تطابق تسلسل النيوكليوتيدات) بالسلالات الموجودة في بيئتها الطبيعية . توفر الخصائص الفيزيولوجية والقدرات الأيضية لـ P. yellowstonensis أساسًا هامًا لفهم توزيع ووظيفة هذه السلالات في منتزه يلوستون الوطني.
بنية الجينوم
أول نوع من أنواع Pyrobaculum تم تحديد تسلسله هو P. aerophilum . يبلغ طول تسلسل جينومه الدائري 2,222,430 زوجًا قاعديًا ويحتوي على 2605 تسلسلًا مشفرًا للبروتين (CDS).
بنية الخلية واستقلابها
في الظروف اللاهوائية، تختزل العتائق النترات إلى نيتروجين جزيئي عبر مسار نزع النتروجين. تنمو معظم الأنواع إما كيميائيًا ذاتيًا عن طريق اختزال الكبريت، أو عضويًا عن طريق تنفس الكبريت أو التخمر. خلاياها عصوية الشكل ذات نهايات شبه مستطيلة، ويبلغ حجمها حوالي 1.5-8 × 0.5-0.6 ميكرومتر . يتميز بكتيريا Pyrobaculum بقدرته على الحركة بفضل الأسواط المحيطية أو ثنائية القطب متعددة الشعيرات، ومستعمراتها مستديرة ورمادية إلى سوداء مخضرة. هذه الأنواع إما هوائية اختيارية أو لاهوائية إجبارية. لوحظ نموها على مستخلص الخميرة، والبيبتون ، ومستخلص اللحم، ولكن لم يُلاحظ نموها على الجلاكتوز ، والجلوكوز ، والمالتوز ، وجليكوجين النشا ، والإيثانول ، والميثانول ، والفورماميد ، والفورمات ، والمالات ، والبروبيونات ، واللاكتات ، والأسيتات ، والأحماض الأمينية .
يُعدّ P. aerophilum (عصوي الشكل، 3-8 × 0.6 ميكرومتر) أول أنواع Pyrobaculum التي تمّ تحديد تسلسلها الجيني، ويتميز بصفة نادرة بين العتائق، وهي قدرته على التنفس الهوائي (aerophilum تعني "محب للهواء"). ويتضح ذلك من خلال نمو هذا النوع من العتائق فقط في وجود الأكسجين عند غياب النترات. ينتج هذا النوع مستعمرات مستديرة ذات لون رمادي مصفر. ويستخدم المركبات العضوية (حيث لوحظت أعلى كثافة للخلايا عند استخدام مركبات عضوية معقدة مثل مستخلص الخميرة، ومستخلص اللحم، والتريبتون، والبيبتون كركائز) وغير العضوية خلال التنفس الهوائي واللاهوائي. كما لوحظ استخدامه للكبريت العنصري في النمو. علاوة على ذلك، ينمو P. aerophilum في درجات حرارة تتراوح بين 75 و104 درجة مئوية، مع درجة حرارة مثالية للنمو تبلغ 100 درجة مئوية.
في مزارع الطور الثابت، لوحظ تجمع خلايا Pyrobaculum calidifontis . [ 1 ] يُرجح أن يكون هذا التجمع ناتجًا عن شعيرات التجميع الأثرية (ABP)، التي تتجمع في حزم ثنائية القطب عالية التنظيم. [ 2 ] تنشأ الطبيعة ثنائية القطب لهذه الحزم على الأرجح من ارتباط خيوط من خليتين مختلفتين على الأقل. يُظهر البروتين المكون، AbpA، تشابهًا، على مستوى التسلسل والبنية، مع البروتين البكتيري TasA، وهو مكون رئيسي للمادة الخلوية خارج الخلية في الأغشية الحيوية البكتيرية ، مما يُساهم في استقرار الغشاء الحيوي. [ 2 ]
علم البيئة
حتى الآن، تم عزل سلالات من بكتيريا Pyrobaculum من مياه كبريتية مغليّة متعادلة إلى قلوية قليلاً، ومن أنظمة حرارية مائية بحرية ضحلة. وقد عُزلت بكتيريا P. aerophilum من حفرة مياه بحرية مغليّة في شاطئ مارونتي، إيشيا، إيطاليا. وتُظهر دراسات أخرى أن هذه البكتيريا تنمو في ظروف لاهوائية تمامًا، حيث يعمل النترات كمستقبل للإلكترونات. [ 3 ]
نسالة
يعتمد التصنيف المقبول حاليًا على قائمة أسماء بدائيات النوى ذات المكانة في التسمية (LPSN) [ 4 ] والمركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) [ 3 ].
| LTP القائم على 16S rRNA _06_2022 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] | 53 بروتينًا دلاليًا بناءً على GTDB 08-RS214 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
انظر أيضاً
مراجع
- ^ عمو، تي. باجي، مل . إيناجاكي، أ؛ عزاكي، س؛ أتومي ، ح ؛ إيماناكا، ت (2002). "Pyrobaculum calidifontis sp. نوفمبر، رواية قديمة شديدة الحرارة تنمو في الهواء الجوي" . العتائق . 1 (2): 113-21 . دوى : 10.1155/2002/616075 . بمك 2685560 . بميد 15803649 .
- وانغ ، ف .؛ سفيركايت-كروبوفيتش، ف.؛ كروبوفيتش، م.؛ إيغلمان، إي. إتش. (2022). "تكشف شعيرات التجميع الأثرية لـ Pyrobaculum calidifontis عن أوجه تشابه بين الأغشية الحيوية الأثرية والبكتيرية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 119 (26) e2207037119. Bibcode : 2022PNAS..11907037W . doi : 10.1073/pnas.2207037119 . PMC 9245690. PMID 35727984 .
- 1 2 سايرز وآخرون . "Pyrobaculum" . قاعدة بيانات التصنيف التابعة للمركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) . تم الاسترجاع في 10 يونيو 2023 .
- ↑ جيه بي أوزيبي. "بيروباكيولوم" . قائمة أسماء بدائيات النوى ذات المكانة في التسمية (LPSN) . تم الاسترجاع في 10-06-2023 .
- ↑ "برنامج التدريب طويل الأمد" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2023 .
- ↑ "شجرة LTP_all بتنسيق نيوك" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 10 مايو 2023 .
- ↑ "ملاحظات إصدار LTP_06_2022" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2023 .
- ↑ "إصدار GTDB 08-RS214" . قاعدة بيانات تصنيف الجينوم . تم الاسترجاع في 10 مايو 2023 .
- ↑ "ar53_r214.sp_label" . قاعدة بيانات تصنيف الجينوم . تم الاسترجاع في 10 مايو 2023 .
- ↑ "تاريخ التصنيف" . قاعدة بيانات تصنيف الجينوم . تم الاسترجاع في 10 مايو 2023 .
للمزيد من القراءة
- جاي، زد جيه؛ جيه بي بيم؛ أ. دونالكوفا؛ ر. لومير؛ ب. بودل؛ ب. بلانر-فريدريش؛ م. رومين؛ دبليو بي إنسكيب (2015). "سلالة Pyrobaculum yellowstonensis WP30 تتنفس على الكبريت العنصري و/أو الزرنيخات في الرواسب الحرارية الأرضية الكبريتية المحايدة في منتزه يلوستون الوطني" . مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية . 81 (17): 5907-5916 . Bibcode : 2015ApEnM..81.5907J . doi : 10.1128/AEM.01095-15 . PMC 4551270. PMID 26092468 .
- جاي زد جيه وإنسكيب دبليو بي. (2015). " توزيع وتنوع وأهمية إنترونات جين 16S rRNA في رتبة Thermoproteales" . بيولوجي دايركت . 10 (35): 35. doi : 10.1186/s13062-015-0065-6 . PMC 4496867. PMID 26156036 .
- بورغراف إس؛ هوبر إتش؛ ستيتر كي أو (1997). "إعادة تصنيف رتب وفصائل الكرينارشيل وفقًا لبيانات تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S" . المجلة الدولية لعلم البكتيريا المنهجي . 47 (3): 657-660 . doi : 10.1099/00207713-47-3-657 . PMID 9226896 .
- هوبر ر؛ كريستجانسون جيه كيه؛ ستيتر كيه أو (1987). "Pyrobaculum gen. nov.، جنس جديد من البكتيريا القديمة المتعادلة، عصوية الشكل، من الينابيع الكبريتية القارية، تنمو بشكل مثالي عند 100 درجة مئوية". أرشيف علم الأحياء الدقيقة 149 ( 2): 95-101 . doi : 10.1007/BF00425072 . S2CID 27242697 .
- زيليغ دبليو؛ ستيتر كي أو؛ شيفر دبليو؛ يانيكوفيتش دي؛ وآخرون (1981). "ثيرموبروتياليس: نوع جديد من البكتيريا القديمة اللاهوائية المحبة للحرارة والحموضة الشديدة، معزولة من ينابيع الكبريت في أيسلندا". Zentralbl. Mikrobiol. Parasitenkd. Infektionskr. Hyg. Abt. 1 Orig . C2 : 205–227 .
- لاي، ليان ب.؛ تشان، باتريشيا ب.؛ كوزين، آرون إي.؛ بيرنيك، ديفيد ل.؛ وآخرون . (28 ديسمبر 2010). "اكتشاف شكل مصغر من إنزيم RNase P في فطر Pyrobaculum" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 107 (52): 22493-22498 . Bibcode : 2010PNAS..10722493L . doi : 10.1073/pnas.1013969107 . PMC 3012483. PMID 21135215 .
- ويلز، ستيفن أ.؛ كرينيل، سوزان ج.؛ دانسون، مايكل ج. (أكتوبر 2014). "بنية إنزيمات سيترات سينثاز المحبة للحرارة المعتدلة والمحبة للظروف القاسية تكشف عن صلابة ومرونة في الوظيفة" (ملف PDF) . البروتينات: البنية، الوظيفة، والمعلوماتية الحيوية . 82 (10): 2657-2670 . doi : 10.1002/prot.24630 . PMID: 24948467. S2CID : 41430703 .
- أجناس العتائق
- الكائنات المحبة للحرارة
- ثيرموبروتيوتا