stringtranslate.com

Дейнококк

Deinococcus (от греч . δεινός , deinos , «ужасный, странный» и κόκκος, kókkos , «гранула» [1] ) принадлежит к монотипическому семейству Deinococcaceae и является однимиз трех родов в порядке Deinococcales [3] [4] бактериального типа Deinococcota, обладающего высокой устойчивостью к опасным факторам окружающей среды. У этих бактерий толстые клеточные стенки, которые дают им грамположительные пятна, но они также включают вторую мембрану и поэтому по структуре ближе к грамотрицательным бактериям. Deinococcus выживают, когда их ДНК подвергается воздействию высоких доз гамма- и УФ-излучения. В то время как другие бактерии изменяют свою структуру в присутствии радиации, например, образуя эндоспоры, Deinococcus переносят ее, не меняя своей клеточной формы и не отступают в затвердевшую структуру. Они также характеризуются наличием каротиноидного пигмента деиноксантина, который придает им розовый цвет. Обычно их выделяют в соответствии с этими двумя критериями. В августе 2020 года ученые сообщили, что бактерии с Земли, в частности бактерии Deinococcus , выживают в течение трех лет в открытом космосе , на основе исследований, проведенных на Международной космической станции . Эти результаты подтверждают идею панспермии , гипотезу о том, что жизнь существует во всей Вселенной , распространяясь различными способами, включая космическую пыль , метеороиды , астероиды , кометы , планетоиды или загрязненные космические аппараты . [5] [6]

Молекулярные сигнатуры

Членов рода Deinococcus можно отличить от всех других бактерий по молекулярным сигнатурам, известным как консервативные сигнатурные индели (CSI) и белки (CSP). Более раннее исследование Deinococcus выявило девять CSI и 58 CSP, которые были исключительно общими для членов этого рода. [7] Некоторые из идентифицированных CSP, такие как белок восстановления повреждений ДНК PprA и одноцепочечный ДНК-связывающий белок DdrB, как полагают, играют функциональную роль в механизме восстановления ДНК и фенотипе радиорезистентности Deinococcus . [7]

В более поздней работе, посвященной белкам репарации ДНК, были идентифицированы еще 22 CSI, специфичные для этого рода, включая вставку из 30 аминокислот в белке UvrA1 , которая, как предполагается, играет роль в способности видов Deinococcus противостоять радиационному и окислительному повреждению. [8]

Было обнаружено, что ген uvrA1 у Deinococcus образует новую генетическую связь с генами белков dCSP-1 (трансмембранный белок, обнаруженный только у видов Deinococcus ), DsbA и DsbB . Последние два белка играют центральную роль в образовании дисульфидных связей в белках посредством окисления-восстановления мотивов, богатых цистеином (CXXC). [9] Вышеуказанный кластер генов образует новый оперон, уникальный для видов Deinococcus , и кодируемые белки, как предполагается, будут функционировать вместе для борьбы с повреждением ДНК, вызванным реактивными окислительными видами радиации. [8]

30 аминокислот CSI, присутствующие в UvrA1, и еще 5-7 аминокислот CSI, присутствующие в DsbA, расположены на поверхностных петлях белков. Предполагается, что поверхностные петли/участки, образованные этими CSI, опосредуют белок-белковые взаимодействия с трансмембранным белком dCSP-1, тем самым облегчая последовательность переносов электронов, что в конечном итоге смягчает окислительное повреждение. [8]

Сравнительная геномика

Сравнение ортологичных генов между тремя секвенированными штаммами Deinococcus . Числа соответствуют числу общих ортологов между двумя или всеми тремя видами. [10]

Хотя все виды рода Deinococcus по определению связаны, они демонстрируют существенные различия в своих геномах . Большинство видов, по-видимому, имеют около 3000 генов, но только часть из них являются общими для других видов. Например, сравнение трех видов D. radiodurans , D. deserti и D. geothermalis показывает, что около двух третей каждого генома являются общими для всех трех видов, но около трети являются специфичными и встречаются только у одного из видов (см. рисунок). Как только в такие сравнения будет включено больше геномов, основной геном почти наверняка будет намного меньше. [10]

Таксономия

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих постоянное место в номенклатуре (LPSN) [11] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI). [12] По состоянию на август 2011 года было описано 47 видов Deinococcus .

Филогения

Определенные виды:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Deinococcus в LPSN ; Parte, Aidan C.; Sardà Carbasse, Joaquim; Meier-Kolthoff, Jan P.; Reimer, Lorenz C.; Göker, Markus (1 ноября 2020 г.). «Список названий прокариот со стоянием в номенклатуре (LPSN) перемещается в DSMZ». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (11): 5607–5612. doi : 10.1099/ijsem.0.004332 .
  2. ^ Brooks BW, Murray RGE (1981) Номенклатура для «Micrococcus radiodurans» и других радиационно-устойчивых кокков: Deinococcaceae fam. nov. и Deinococcus gen. nov., включая пять видов. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 31: 353.
  3. ^ Ekman JV, Raulio M, Busse HJ, Fewer DP, Salkinoja-Salonen M (2010) Deinobacterium chartae gen. nov., sp. nov., чрезвычайно устойчивая к радиации бактерия, образующая биопленку, выделенная на финской бумажной фабрике. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии.
  4. ^ Альбукерке Л., Симс К., Нобре М.Ф., Пино Н.М., Баттиста Дж.Р. и др. (2005) Truepera radiovictrix gen. nov., sp. nov., новый устойчивый к радиации вид и предложение Trueperaceae fam. nov. FEMS Microbiology Letters 247: 161-169.
  5. ^ Стрикленд, Эшли (26 августа 2020 г.). «Бактерии с Земли могут выживать в космосе и могут перенести путешествие на Марс, согласно новому исследованию». CNN News . Получено 26 августа 2020 г.
  6. ^ Кавагучи, Юко и др. (26 августа 2020 г.). «Повреждение ДНК и динамика выживаемости гранул деинококковых клеток в течение 3 лет воздействия космического пространства». Frontiers in Microbiology . 11 : 2050. doi : 10.3389/fmicb.2020.02050 . PMC 7479814. PMID  32983036 . 
  7. ^ ab Ho, Jonathan; Adeolu, Mobolaji; Khadka, Bijendra; Gupta, Radhey S. (октябрь 2016 г.). «Идентификация отличительных молекулярных черт, характерных для типа «Deinococcus–Thermus», и выделение его основных составляющих групп». Systematic and Applied Microbiology . 39 (7): 453–463. doi :10.1016/j.syapm.2016.07.003. ISSN  0723-2020. PMID  27506333.
  8. ^ abc Хассан, FM Назмул; Гупта, Радхей С. (2018-03-08). "Новые особенности последовательности генов/белков репарации ДНК у видов Deinococcus, участвующих в защите от окислительно-генерируемых повреждений". Genes . 9 (3): 149. doi : 10.3390/genes9030149 . ISSN  2073-4425. PMC 5867870 . PMID  29518000. 
  9. ^ Инаба, Кендзи; Ито, Кореаки (апрель 2008 г.). «Структура и механизмы машины образования дисульфидных связей DsbB – DsbA». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1783 (4): 520–529. дои : 10.1016/j.bbamcr.2007.11.006 . ISSN  0167-4889. ПМИД  18082634.
  10. ^ аб Грут, Арьян де; Дулермо, Реми; Орте, Филипп; Бланшар, Лоуренс; Герен, Филипп; Фернандес, Бернар; Вашери, Бенуа; Доссат, Кэрол; Жоливе, Эдмонд; Сигуйер, Патрисия; Чендлер, Майкл; Баракат, Мохамед; Дедье, Ален; Барб, Валери; Элен, Тьерри (27 марта 2009 г.). «Альянс протеомики и геномики для выяснения особенностей сахарской бактерии Deinococcus Deserti». ПЛОС Генетика . 5 (3): e1000434. дои : 10.1371/journal.pgen.1000434 . ISSN  1553-7404. ПМЦ 2669436 . PMID  19370165. 
  11. ^ JP Euzéby. "Deinococcus". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN) . Получено 20 июля 2022 г.
  12. ^ Sayers; et al. "DeinococcusThermus". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 20 июля 2022 г.
  13. ^ "The LTP" . Получено 20 ноября 2023 г. .
  14. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 20 ноября 2023 г.
  15. ^ "LTP_08_2023 Release Notes" (PDF) . Получено 20 ноября 2023 г.
  16. ^ "GTDB release 08-RS214". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  17. ^ "bac120_r214.sp_label". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  18. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  19. ^ Рейни Ф.А., Феррейра М., Нобре М.Ф., Рэй К., Багали Д., Эрл А.М., Баттиста-младший, Гомес-Сильва Б., Маккей С.П., да Коста М.С. Deinococcus peraridilitoris sp. ноября, изолированный от прибрежной пустыни. Int J Syst Evol Microbiol. Июль 2007 г.;57(Часть 7):1408-12.
  20. ^ Weon HY, Kim BY, Schumann P, Son JA, Jang J, Go SJ, Kwon SW. Deinococcus cellulosilyticus sp. nov., выделенный из воздуха. Int J Syst Evol Microbiol. 2007 Aug;57(Pt 8):1685-8.
  21. ^ Льюис НФ. Радиорезистентный Micrococcus radiophilus sp. nov., выделенный из облученной бомбейской утки ( Harpodon nehereus ). Curr. Sci. (India)1976, т. 42, № 14, стр. 504
  22. ^ Шашидхар Р., Бандекар Дж. Р. Deinococcus piscis sp. nov., бактерия, устойчивая к радиации, выделенная из морской рыбы. Int J Syst Evol Microbiol. 2009 Ноябрь;59(Pt 11):2714-7
  23. ^ Кобатаке, М., Танабе, С., Хасегава, С. Радиорезистентный микрококк Nouveau, пигментные румяна, изоляция фекалий Ламы Глама и др. Использование как индикатор микробиологической радиостерилизации. CR Сеансы Soc. Биол. Фил. (1973) 167, 1506–1510.
  24. ^ abcdefghi Rainey FA, ​​Ray K, Ferreira M, Gatz BZ, Nobre MF, Bagaley D, Rash BA, Park MJ, Earl AM, Shank NC, Small AM, Henk MC, Battista JR, Kämpfer P, da Costa MS. Обширное разнообразие бактерий, устойчивых к ионизирующему излучению, выделенных из почвы пустыни Сонора, и описание девяти новых видов рода Deinococcus, полученных из одного образца почвы. Appl Environ Microbiol. 2005 Sep;71(9):5225-35. Исправление в: Appl Environ Microbiol. 2005 Nov;71(11):7630.
  25. ^ ab Asker D, Awad TS, Beppu T, Ueda K. Deinococcus misasensis и Deinococcus roseus , новые представители рода Deinococcus , выделенные из радиоактивного участка в Японии. Syst Appl Microbiol. 2008 Mar;31(1):43-9.
  26. ^ abcdefghijklmn Parte, AC "Дейнококк". ЛПСН .
  27. ^ Аскер Д., Авад ТС., Беппу Т., Уэда К. Deinococcus aquiradiocola sp. nov., выделенный из радиоактивного участка в Японии. Int J Syst Evol Microbiol. 2009 Январь;59(Pt 1):144-9.
  28. ^ abcd Callegan RP, Nobre MF, McTernan PM, Battista JR, Navarro-González R, McKay CP, da Costa MS, Rainey FA. Описание четырех новых психрофильных, чувствительных к ионизирующему излучению видов Deinococcus из альпийских сред. Int J Syst Evol Microbiol. 2008 May;58(Pt 5):1252-8.
  29. ^ ab Ferreira AC, Nobre MF, Rainey FA, ​​Silva MT, Wait R, Burghardt J, Chung AP, da Costa MS. Deinococcus geothermalis sp. nov. и Deinococcus murrayi sp. nov., два чрезвычайно устойчивых к радиации и слегка термофильных вида из горячих источников. Int J Syst Bacteriol. 1997 Oct;47(4):939-47.
  30. ^ Yang Y, Itoh T, Yokobori S, Shimada H, Itahashi S, Satoh K, Ohba H, Narumi I, Yamagishi A. Deinococcus aetherius sp. nov., выделенный из стратосферы. Int J Syst Evol Microbiol. 2010 Apr;60(Pt 4):776-9
  31. ^ Yang Y, Itoh T, Yokobori S, Itahashi S, Shimada H, Satoh K, Ohba H, Narumi I, Yamagishi A. Deinococcus aerius sp. nov., выделенный из верхних слоев атмосферы. Int J Syst Evol Microbiol. 2009 Aug;59(Pt 8):1862-6.
  32. ^ Lai WA, Kämpfer P, Arun AB, Shen FT, Huber B, Rekha PD, Young CC. Deinococcus ficus sp. nov., изолированный из ризосферы Ficus religiosa L. Int J Syst Evol Microbiol. 2006 Apr;56(Pt 4):787-91
  33. ^ Андерсон, AW; HC Нордан, RF Кейн, G Пэрриш, D Дагган (1956). «Исследования радиорезистентного микрококка. I. Изоляция, морфология, культуральные характеристики и устойчивость к гамма-излучению». Food Technol. 10 (1): 575–577.
  34. ^ ab Wang W, Mao J, Zhang Z, Tang Q, Xie Y, Zhu J, Zhang L, Liu Z, Shi Y, Goodfellow M. Deinococcus wulumuqiensis sp. nov. и Deinococcus xibeiensis sp. nov., выделенные из загрязненной радиацией почвы. Int J Syst Evol Microbiol. 2010 Sep;60(Pt 9):2006-10
  35. ^ Пэн Ф., Чжан Л., Ло Х., Дай Дж., Ань Х., Тан И., Фан Ч. Deinococcus xinjiangensis sp. nov., выделенный из пустынной почвы. Int J Syst Evol Microbiol. 2009 Apr;59(Pt 4):709-13.
  36. ^ Chen W, Wang B, Hong H, Yang H, Liu SJ. Deinococcus reticulitermitis sp. nov., выделенный из кишечника термита. Int J Syst Evol Microbiol. 2011 18 февраля
  37. ^ Юань М., Чжан В., Дай С., У Дж., Ван И., Тао Т., Чэнь М., Линь М. Deinococcus gobiensis sp. nov., чрезвычайно устойчивая к радиации бактерия. Int J Syst Evol Microbiol. 2009 Jun;59(Pt 6):1513-7
  38. ^ Кемпфер П., Лоддерс Н., Хубер Б., Фальсен Э., Буссе Х.Дж. Deinococcus aquatilis sp. ноябрь, изолирован от воды. Int J Syst Evol Microbiol. 2008 декабрь;58(Pt 12):2803-6.
  39. ^ Чжан YQ, Сан CH, Ли WJ, Ю LY, Чжоу JQ, Чжан YQ, Сюй LH, Цзян CL. Deinococcus yunweiensis sp. nov., бактерия из Китая, устойчивая к гамма- и УФ-излучению. Int J Syst Evol Microbiol. 2007 Feb;57(Pt 2):370-5.
  40. ^ ab Yoo SH, Weon HY, Kim SJ, Kim YS, Kim BY, Kwon SW. Deinococcus aerolatus sp. nov. и Deinococcus aerophilus sp. nov., выделенные из проб воздуха. Int J Syst Evol Microbiol. 2010 May;60(Pt 5):1191-5.
  41. ^ Дэвис, Н. С., Сильверман, Г. Дж., Маусуроски, Э. Б. Радиационно-устойчивый пигментированный кокк, выделенный из ткани пикши. J. Bacteriol. 1963;86, 294–298.
  42. ^ abc Hirsch P, Gallikowski CA, Siebert J, Peissl K, Kroppenstedt R, Schumann P, Stackebrandt E, Anderson R. Deinococcus frigens sp. nov., Deinococcus saxicola sp. nov. и Deinococcus marmoris sp. nov., бактерии из континентальной Антарктиды, переносящие низкие температуры и сквозняки, устойчивые к УФ-излучению. Syst Appl Microbiol. 2004 Nov;27(6):636-45.
  43. ^ de Groot A, Chapon V, Servant P, Christen R, Saux MF, Sommer S, Heulin T. Deinococcus deserti sp. nov., бактерия, устойчивая к гамма-излучению, выделенная из пустыни Сахара. Int J Syst Evol Microbiol. 2005 Nov;55(Pt 6):2441-6.
  44. ^ Суреш К., Редди Г.С., Сенгупта С., Шиваджи С. Deinococcus indicus sp. nov., бактерия, устойчивая к мышьяку, из водоносного слоя в Западной Бенгалии, Индия. Int J Syst Evol Microbiol. 2004 Mar;54(Pt 2):457-61.
  45. ^ ab Im WT, Jung HM, Ten LN, Kim MK, Bora N, Goodfellow M, Lim S, Jung J, Lee ST. Deinococcus aquaticus sp. nov., выделенный из пресной воды, и Deinococcus caeni sp. nov., выделенный из активного ила. Int J Syst Evol Microbiol. 2008 Oct;58(Pt 10):2348-53.
  46. ^ Аскер Д., Авад Т.С., МакЛэндсборо Л., Беппу Т., Уэда К. Deinococcus depolymerans sp. nov., бактерия, устойчивая к гамма- и УФ-излучению, выделенная из естественно радиоактивного места. Int J Syst Evol Microbiol. 2011 Jun;61(Pt 6):1448-53
  47. ^ Ояизу Х., Стакебрандт Э., Шлейфер К.Х., Людвиг В., Похла Х., Ито Х., Хирата А., Ояизу Ю., Комагата К. Устойчивая к радиации палочковидная бактерия Deinobacter grandis gen. ноябрь, сп. nov., с пептидогликаном, содержащим орнитин. Межд. Дж. Сист. Бактериол., 1987, 37, 62-67.
  48. ^ Rainey FA, ​​Nobre MF, Schumann P, Stackebrandt E, Da Costa MS. Филогенетическое разнообразие дейнококков, определенное путем сравнения последовательностей рибосомальной ДНК 16S. Int. J. Syst. Bacteriol., 1997, 47, 510-514
  49. ^ Шринивасан С., Ким М.К., Лим С., Джо М., Ли М. Deinococcus daejeonensis sp. nov., выделенный из ила на очистных сооружениях. Int J Syst Evol Microbiol. 2011 15 июля