Streptomyces griseus īpašības, taksonomija, bioloģiskais cikls un izmantošana



Streptomyces griseus Tā ir sava veida aerobās baktērijas, Grama pozitīva. Pieder Actinobacteria grupai, rīkojumā Actinomycetales un ģimenes Streptomycetaceae.

Tās ir izplatītas baktērijas augsnē. Tie ir atrasti saistībā ar augu saknēm rizosfērā. Daži celmi ir izolēti arī ūdens paraugos un dziļās jūras nogulumos un piekrastes ekosistēmās. 

Šīs sugas spēja pielāgoties ekosistēmu lielajai daudzveidībai ir radījusi nozīmīgu ģenētisko variāciju, kas tika mēģināta klasificēt ekovāros..

Šī suga, tāpat kā citi Streptomyces rada lielu skaitu sekundāro metabolītu, kas dod tai lielu komerciālu nozīmi. Tie ietver streptomicīnu (aminoglikozīdu antibiotiku), pirmo antibiotiku, ko efektīvi lieto pret tuberkulozi.

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
    • 1.1. Ģenētika
    • 1.2 Sekundārie metabolīti
  • 2 Taksonomija
    • 2.1. Filoloģijas un sinonīmi
  • 3 Bioloģiskais cikls
    • 3.1. Substrāta micēlija veidošanās
    • 3.2 Gaisa mikēlija veidošanās
    • 3.3. Sporu veidošanās
  • 4 Lietojumi
  • 5 Atsauces

Funkcijas vispārīgi

S. griseus ir Gram-pozitīvas aerobās baktērijas, kas ražo micēliju. Šūnu siena ir bieza, galvenokārt veidota no peptidoglikāna un lipīdiem.

Šī suga attīsta gan substrātu, gan gaisa mikeli. Abiem micēlija veidiem ir atšķirīga morfoloģija. Substrāta micēlijs var būt 0,5 - 1 μm diametrā. Gaisa micēlijs ir šķiedrains un mazliet sazarots. 

Kultūras barotnē šiem micēlijiem ir dažādi pelēki toņi. Kolonijas otrā puse ir pelēcīgi dzeltena. Tie nerada melanīna pigmentus.

Sporu ķēdes ir taisnstūrveida un sastāv no 10-50 sporām. To virsma ir gluda.

Sugas izmanto kā oglekļa avotu, glikozi, ksilozi, mannītu vai fruktozi. Augu barotnē ar arabinozi vai ramnozi kolonija nepalielinās.

Optimālā temperatūra tās attīstībai ir no 25 - 35 ° C.

Tie aug plašā pH diapazonā no 5 līdz 11. Tomēr to augšana ir optimāla sārmainā vidē ar pH 9, tāpēc tiek uzskatīts par sārmainu..

Ģenētika

Genoms ir pilnībā sekvencēts S. griseus. Tā attēlo lineāru hromosomu ar vairāk nekā astoņiem miljoniem bāzes pāru. Nav novērota plazmīdu klātbūtne.

Hromosomā ir vairāk nekā 7000 ORF (atvērtā rāmja RNS sekvences). Vairāk nekā 60% no šīm sekvencēm ir zināmas funkcijas, ko tās pilda. GC saturs S. griseus ir aptuveni 72%, kas tiek uzskatīts par augstu.

Sekundārie metabolīti

Lielākā daļa sugu Streptomyces tie rada daudz sekundāro metabolītu. To vidū ir antibiotikas, imūnsupresanti un fermentu inhibitori.

Tāpat šīs baktērijas spēj ražot dažus rūpnieciski nozīmīgus fermentus, piemēram, glikozes izomerāzi vai transglutamināzi..

Gadījumā, ja. \ T S. griseus, Svarīgākais sekundārais metabolīts ir streptomicīns. Tomēr šis organisms ražo citus savienojumus, piemēram, dažus fenola veidus, kas ir ļoti efektīvi dažādu fitopatogēno sēņu kontrolei..

Taksonomija

Vispirms sugas tika aprakstītas no augsnes izolātiem no Krievijas teritorijas. Pētnieks Krainsky 1914. gadā identificē viņu kā Actinomyces griseus.

Pēc tam Waskman un Curtis spēja izolēt sugas dažādos augsnes paraugos Amerikas Savienotajās Valstīs. 1943. gadā Waskman un Henrici piedāvā žanru Streptomyces pamatojoties uz to sugu morfoloģiju un šūnu sieniņu tipu. Šie autori 1948. gadā atrod šo sugu.

Filoloģijas un sinonīmi

Tika ierosināts, ka. \ T S. griseus. Tomēr molekulārie pētījumi atklāja, ka divi no šiem taksoniem atbilst sugai S. microflavus.

No filogenētiskā viedokļa, S. griseus  veidojiet grupu ar S.argenteolus un S. caviscabies. Šīs sugas ir ļoti līdzīgas attiecībā uz ribosomu RNS sekvencēm.

Pamatojoties uz RNS secību salīdzinājumu, ir bijis iespējams noteikt, ka daži taksoni, kas uzskatāmi par sugām, kas nav S. griseus viņiem ir tāds pats ģenētiskais grims.

Tāpēc šie nosaukumi ir nodoti sugas sinonīmijai. To vidū mums ir S. erumpens, S. ornatus un S. setonii.

Bioloģiskais cikls

Sugas Streptomyces tās attīstības laikā ražo divus micēlija veidus. Substrāts micēlijs, kas veido veģetatīvo fāzi, un gaisa micēlijs, kas radīs sporas

Substrāta micēlija veidošanās

Tas rodas pēc sporu dīgtspējas. Hipai ir diametrs 0,5-1 μm. Tie aug apices un attīsta zarus, veidojot sarežģītu hiphēnas matricu.

Ir maz septa, kas veido nodalījumus, kas var uzrādīt vairākus genoma eksemplārus. Šajā fāzē baktērijas izmanto barotnes, kas atrodas vidē, lai uzkrātu biomasu.

Tā kā šis micēlijs attīstās, ir dažas septa šūnu nāve. Nobriedušu substrātu micēlijā mainās dzīvi un miruši segmenti.

Kad baktērijas attīstās augsnē vai zemūdens kultūrās, dominē veģetatīvā fāze.

Gaisa micēlija veidošanās

Laikā, kad attīstās kolonijas, sāk veidoties micēlijs ar mazāku zaru skaitu. In S. griseus veidojas garie pavedieni, kas ir ļoti maz sazaroti.

Nepieciešamo uzturu šīs micēlijas veidošanai iegūst no substrāta mikēlija šūnu līzes. Šajā fāzē suga rada dažādus sekundāros metabolītus.

Sporu veidošanās

Šajā fāzē hiphē pārtrauc savu augšanu un sāka fragmentēt šķērsvirzienā. Šie fragmenti ātri pārvēršas noapaļotajās sporās.

Tiek veidotas sporas ķēdes, ko veido aptuveni piecdesmit šūnas. Sporas ir sfēriskas, ovālas, 0,8 - 1,7 μm diametrā un ar gludu virsmu.

Lietojumi

Galvenais lietojums, kas saistīts ar S. griseus ir streptomicīna ražošana. Tā ir baktericīda antibiotika. To vispirms 1943. gadā atklāja Albert Schatz sugas celmos.

Streptomicīns ir viens no efektīvākajiem ārstēšanas līdzekļiem tuberkulozes ārstēšanai Mycobacterium tuberculosis.

Tomēr, S. griseus Tam ir citi izmantošanas veidi. Šī suga ražo citas antibiotikas, no kurām dažas ir uzbrukumi audzējiem. Tā ražo arī komerciāli lietotus proteolītiskos fermentus, piemēram, pronāzi. Šie fermenti bloķē nātrija kanālu inaktivāciju.

No otras puses, pēdējos gados ir noteikts, ka S. griseus ražo gaistošas ​​vielas no fenolu grupas, ko sauc par karvrolu. Šai vielai ir spēja inhibēt dažādu fitopatogēno sēnīšu sporas un mikeli.

Atsauces

  1. Andersona A un E Velingtona (2001) Streptomyces un saistīto ģenerāciju taksonomija. Starptautiskais žurnāls „Systematic and Evolutionary Microbiology” 51: 797-814.
  2. Danaei M, Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini un M Yaghoobi (2014) Augu sēnīšu slimību bioloģiskā kontrole, izmantojot gaistošas ​​vielas Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Dārgumu ieguve un pulēšana baktēriju ģints Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori un S Horinouchi (2008) Streptomicīnu ražojošā mikroorganisma genoma secība Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X un Y Huang (2010). \ T Streptomyces griseus klade, izmantojot vairāku fokusu secību analīzi un DNS-DNS hibridizāciju ar priekšlikumu apvienot 29 sugas un trīs apakšsugas kā 11 genoma sugas. International Journal of Systematic un Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Divkomponentu sistēmas un antibiotiku ražošanas regulēšana Streptomyces coelicolor. Promocijas darbs, lai pieteiktos uz doktora titulu Salamankas Universitātē, Spānijā. 188 lpp.