stringtranslate.com

Аквификота

Тип Aquificota представляет собой разнообразную коллекцию бактерий, которые живут в суровых условиях окружающей среды. [2] [3] Название Aquificota было дано этому типу на основе раннего рода, идентифицированного в этой группе, Aquifex («создатель воды»), который способен производить воду путем окисления водорода. [4] Они были обнаружены в источниках, бассейнах и океанах. Они являются автотрофами и являются основными фиксаторами углерода в своей среде. Эти бактерии являются грамотрицательными , не образующими спор палочками . [5] Они являются истинными бактериями ( домен Бактерии ) в отличие от других обитателей экстремальных условий, Археев .

Таксономия

В настоящее время Aquificota содержит 15 родов и 42 валидно опубликованных вида. [6] Тип включает три класса, каждый из которых имеет свой порядок. [ 7] [8] Aquificales состоит из семейств Aquificaceae и Hydrogenothermaceae , в то время как Desulfurobacteriaceae являются единственным семейством в Desulfurobacteriales. Thermosulfidibacter takaii не отнесен к семейству в типе на основании его филогенетического отличия от обоих порядков. [9] В настоящее время он классифицируется как член Aquificales, но показал большее физиологическое сходство с Desulfobacteriaceae.

Молекулярные сигнатуры и филогенетическое положение

Сравнительные геномные исследования выявили несколько консервативных сигнатурных инделей (CSI), которые специфичны для всех видов, принадлежащих к типу Aquificota, и предоставляют потенциальные молекулярные маркеры. [8] Порядок Aquificales можно отличить от Desulfobacteriales по нескольким CSI в разных белках, которые специфичны для каждой группы. Дополнительные CSI были обнаружены на уровне семейства и могут быть использованы для разграничения Aquificota и Hydrogenothermaceae от всех других бактерий. [8] Параллельно с наблюдаемым распределением CSI, порядки внутри Aquificota также физиологически отличаются друг от друга. Члены Desulfurobacteriales являются строгими анаэробами , которые окисляют исключительно водород для получения энергии, тогда как те, которые принадлежат к Aquificales, являются микроаэрофилами и способны окислять другие соединения (такие как сера или тиосульфат) в дополнение к водороду. [10] [11] [12]

Также было идентифицировано несколько CSI, специфичных для видов из Aquificota , которые являются потенциальными молекулярными маркерами для этого типа. [2] Кроме того, в транслоказе препротеина SecA была идентифицирована вставка из 51 аминокислоты , которая является общей для всех членов Aquificota , а также всех членов порядка Thermotogales . [13] Филогенетические исследования показали, что наличие одной и той же CSI в этих двух неродственных группах бактерий не связано с латеральным переносом генов , скорее CSI, вероятно, развилась независимо в этих двух группах термофилов из-за селективного давления . [13] Вставка из 51 аминокислоты расположена на поверхности SecA вблизи места связывания АДФ/АТФ. Молекулярно-динамическое моделирование выявило сетевые молекулы воды, образующие промежуточное взаимодействие между остатками CSI 51 аминокислоты и молекулами АДФ, что служит для стабилизации водородных связей, образованных между АДФ/АТФ и белком. Предполагается, что сеть водородных связей, образованных между молекулами воды, остатками CSI и АДФ/АТФ, помогает поддерживать связывание АТФ/АДФ с белком SecA при высоких температурах, что способствует общей термостабильности бактерий. [13]

В генных деревьях 16S рРНК виды Aquificota разветвляются вблизи типа Thermotogota (еще один тип, включающий гипертермофильные организмы), близкого к точке ветвления архей и бактерий. [14] [11] Однако тесная связь Aquificota с Thermotogota и глубокое ветвление Aquificota не подтверждаются некоторыми филогенетическими исследованиями, основанными на других последовательностях генов/белков [15] [16] [17] [18] , а также CSI в нескольких высококонсервативных универсальных белках 16S-23S-5S оперонах. [19] В отличие от очень высокого содержания G+C в их рРНК (т. е. более 62%), которое требуется для стабильности их вторичных структур при высоких температурах роста, [20] вывод о том, что Aquificota не представляют собой глубоко разветвленную линию, также независимо сильно поддерживается CSI в ряде важных белков (а именно, Hsp70, Hsp60, RpoB, RpoB и AlaRS), которые подтверждают его размещение в непосредственной близости от типа Proteobacteria, в частности, Campylobacterota . [19] Специфическая связь Aquificota с Proteobacteria подтверждается двухаминокислотным CSI в белке неорганической пирофосфатазе , который уникально обнаружен у видов из этих двух типов. [19] Кавальер-Смит также предположил, что Aquificota тесно связаны с Proteobacteria. [21] В отличие от приведенных выше анализов, основанных на нескольких инделях или отдельных генах, анализы информационных генов, которые, по-видимому, реже переносились в линию Aquifex , чем неинформационные гены, чаще всего помещали Aquificales близко к Thermotogales. [22] Эти авторы объясняют часто наблюдаемую группировку Aquificota с Campylobacterota как результат частого горизонтального переноса генов из-за общих экологических ниш.

Наряду с Thermotogota, Aquificota являются термофильными эубактериями. [3]

Филогения

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих постоянное место в номенклатуре (LPSN) [23] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI) [24] [25]


Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Oren A, Garrity GM (2021). «Действительная публикация названий сорока двух типов прокариот». Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308.
  2. ^ ab Griffiths E, Gupta RS (январь 2006 г.). «Молекулярные сигнатуры в последовательностях белков, характерные для типа Aquificae». Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 56 (Pt 1): 99–107. doi : 10.1099/ijs.0.63927-0 . PMID  16403873.
  3. ^ ab Horiike T, Miyata D, Hamada K, et al. (январь 2009 г.). «Филогенетическое построение 17 бактериальных типов новым методом и тщательно отобранными ортологами». Gene . 429 (1–2): 59–64. doi :10.1016/j.gene.2008.10.006. PMC 2648810 . PMID  19000750. 
  4. ^ Huber R, Wilharm T, Huber D, Trincone A, Burggaf S, Konig H, Reinhard R, Rockinger I, Fricke H, Stetter K (1992). "Aquifex pyrophilus gen. nov. sp. nov., представляет новую группу морских гипертермофильных водородокисляющих бактерий". Syst. Appl. Microbiol . 15 (3): 340–351. doi :10.1016/S0723-2020(11)80206-7.
  5. ^ Л'Харидон, Рейзенбах А.Л., Тиндалл Б.Дж., Шёнхейт П., Банта А., Джонсен У., Шуман П., Гамбакорта А., Стакебрандт Э., Жантон С. (декабрь 2006 г.). «Desulfurobacterium atlanticum sp. nov., Desulfurobacterium pacificum sp. nov. и Thermovibrio guaymasensis sp. nov., три термофильных члена семейства Desulfurobacteriaceae nov., глубоко разветвленной линии внутри бактерий». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 56 (Часть 12): 2843–2852 гг. дои : 10.1099/ijs.0.63994-0 . ПМИД  17158986.
  6. ^ JP Euzéby. "Aquificae". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN). Архивировано из оригинала 2011-06-13 . Получено 2016-09-09 .
  7. ^ Oren A, Garrity GM (2015). «Список новых названий и новых комбинаций, ранее эффективно, но не валидно опубликованных». Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 65 (7): 2017–2025. doi :10.1099/ijs.0.000317. PMC 5817221. PMID  28891789 . 
  8. ^ abc Gupta RS, Lali R (сентябрь 2013 г.). «Молекулярные сигнатуры для типа Aquificae и его различных клад: Предложение о разделении типа Aquificae на исправленный порядок Aquificales, содержащий семейства Aquificaceae и Hydrogenothermaceae, и новый порядок Desulfurobacteriales ord. nov. , содержащий семейство Desulfurobacteriaceae». Антони ван Левенгук . 104 (3): 349–368. doi :10.1007/s10482-013-9957-6. PMID  23812969. S2CID  559778.
  9. ^ Nunoura T, Oida H, Miyazaki M, Suzuki Y (март 2008 г.). "Thermosulfidibacter takaii gen. nov., sp. nov., термофильный, окисляющий водород, восстанавливающий серу хемолитоавтотроф, выделенный из глубоководного гидротермального поля в Южном Окинавском желобе". Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 58 (Pt 3): 659–665. doi : 10.1099/ijs.0.65349-0 . PMID  18319474.
  10. ^ Guiral M, Prunetti L, Aussignargues C, Ciaccafava A, Infossi P, Ilbert M, Lojou E, Giudici-Orticoni MT (2012). "Гипертермофильная бактерия Aquifex aeolicus". Гипертермофильная бактерия Aquifex aeolicus: от респираторных путей до чрезвычайно устойчивых ферментов и биотехнологических приложений . Достижения в области микробной физиологии. Т. 61. С. 125–194. doi :10.1016/B978-0-12-394423-8.00004-4. ISBN 9780123944238. PMID  23046953. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  11. ^ ab Reysenbach, A.-L. (2001) Phylum BII. Thermotogae phy. nov. В: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, стр. 369-387. Ред. DR Boone, RW Castenholz. Springer-Verlag: Berlin.
  12. ^ Гупта, RS (2014) Phylum Aquificae. Прокариоты 417-445. Springer Berlin Heidelberg.
  13. ^ abc Khadka, Bijendra; Persaud, Dhillon; Gupta, Radhey S. (2019-12-29). "Новая особенность последовательности белка транслоказы SecA, уникальная для термофильных бактерий: биоинформатический анализ для изучения их потенциальных ролей". Microorganisms . 8 (1): 59. doi : 10.3390/microorganisms8010059 . ISSN  2076-2607. PMC 7023208 . PMID  31905784. 
  14. ^ Хубер, Р. и Ханниг, М. (2006) Thermotogales. Прокариоты 7: 899-922.
  15. ^ Кленк, HP, Мейер, TD, Дурович, П. и др. (1999) РНК-полимераза Aquifex pyrophilus : значение для эволюции бактериального оперона rpoBC и чрезвычайно термофильных бактерий. J Mol Evol 48: 528-541.
  16. ^ Гупта, Р.С. (2000) Филогенетика протеобактерий: связь с другими типами эубактерий и эукариотами. FEMS Microbiol Rev 24: 367-402.
  17. ^ Ciccarelli, FD, Doerks, T., von Mering, C., Creevey, CJ, Snel, B., and Bork, P. (2006) К автоматической реконструкции высокоразрешенного дерева жизни. Science 311: 1283-1287.
  18. ^ Ди Джулио, М. (2003) Универсальный предок был термофилом или гипертермофилом: тесты и дополнительные доказательства. J Theor Biol 221: 425-436.
  19. ^ abc Гриффитс, Э. и Гупта, Р.С. (2004) Сигнатурные последовательности в различных белках свидетельствуют о поздней дивергенции порядка Aquificales. International Microbiol 7: 41-52.
  20. ^ Мейер, TE и Бансал, AK (2005) Стабилизация против гипертермической денатурации за счет увеличения содержания CG может объяснить расхождения между анализами всего генома и 16S рРНК. Биохимия 44: 11458-11465.
  21. ^ Каталог организмов: выдерживание жары
  22. ^ Boussau B, Guéguen L, Gouy M. Учет горизонтальных переносов генов объясняет противоречивые гипотезы относительно положения Aquificales в филогении бактерий. BMC Evol Biol. 2008 3 октября;8:272. doi :10.1186/1471-2148-8-272.
  23. ^ JP Euzéby. "Aquificota". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN) . Получено 09.09.2022 .
  24. ^ Sayers; et al. "Aquificae". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 2022-09-09 .
  25. ^ Ludwig, W.; Euzéby, J. & Whitman WB (2008). "Таксономические очерки Берджи: Том 4 - Проект таксономического очерка Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes, Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrucomicrobia, Dictyoglomi и Gemmatimonadetes" (PDF) . Bergey's Manual Trust : 15. Архивировано из оригинала (PDF) 24-04-2009 . Получено 27-06-2011 .
  26. ^ "The LTP" . Получено 20 ноября 2023 г. .
  27. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 20 ноября 2023 г.
  28. ^ "LTP_08_2023 Release Notes" (PDF) . Получено 20 ноября 2023 г.
  29. ^ "GTDB release 08-RS214". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  30. ^ "bac120_r214.sp_label". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  31. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.