Pyrolobus fumarii (лат. «огненная доля дымохода» [1] ) — вид архей, известный тем, что живет и размножается при чрезвычайно высоких температурах, которые убивают большинство организмов. [1] [2] P. fumarii известен как гипертермофил, облигатно хемолитоавтотроф . Проще говоря, эта архея лучше всего растет при теплых температурах от 80 °C до 115 °C. [3] [4] Она также использует готовые молекулы в качестве источника энергии, а не свет, неорганические вещества в качестве донора электронов, а CO 2 используется в качестве источника углерода. Впервые она была обнаружена в 1997 году в гидротермальном источнике «черный курильщик» на Срединно-Атлантическом хребте , установив верхний температурный порог для существования известной жизни на уровне 113 °C (235,4 °F) с оптимальной температурой 106 °C. [1] Этот вид «замерзает» или затвердевает и прекращает рост при температуре 90 °C (194 °F) и ниже. [3]
Pyrolobus fumarii способны к клеточному росту и выживанию в диапазоне температур от 90 °C до 113 °C, при этом их оптимальная температура составляет около 106 °C. Известно лишь несколько видов, которые выживают при этой температуре. Им требуется диапазон pH около 4 - 6,5, который является относительно более кислым, чем нейтральным, для роста. [5] В дополнение к этому для оптимального роста и выживания микроба требуется 1% - 4% NaCl для поддержания правильной осмолярности клетки. Высокое давление не является проблемой для роста, поскольку метаболизм был обнаружен при 25 000 кПа в течение 22 часов. [2] Важное отличие, которое следует сделать в отношении этой археи, заключается в том, что она не растет в средах, содержащих ацетат , пируват , глюкозу, крахмал и элементарную серу. Ее единственным конечным акцептором электронов является нитрат, NO3-. Нитрат не является наиболее желаемым конечным акцептором электронов из-за того, что он имеет гораздо меньший выход АТФ. Исследование показало, что P. fumarii обладает способностью к росту за счет восстановления тиосульфата, однако в присутствии NH4 Cl рост архей приводит к пятикратному увеличению выхода [2]. Для P. fumarii восстановление сукцинил-КоА , которое используется в процессе генерации энергии в клетке, не зависит от НАД(п)Н , а вместо этого требует восстановленного метилвиологена. Предполагается, что термостабильность P. fumarii обусловлена накоплением необычных органических растворенных веществ. Предполагается, что одно из этих растворенных веществ играет роль в димио-инозитолфосфате (ДИП), поскольку оно связано с реакцией на тепловой стресс. [1] Некоторые исследования показали, что аналогичный вид архей P. furiosus увеличился в 20 раз при изменении температуры с 95 °C до 101 °C в присутствии ДИП. [4]
Структура P. fumarii содержит S-слой , обычно встречающийся в нелабораторных прокариотических штаммах, который стимулирует пору с углублением в середине. Археи также содержат цитоплазматическую мембрану и периплазматическое пространство. Основные основные липиды этого штамма - нециклизированный глицерин-диалкил-глицерин-тетраэфир ( ГДГТ ) и следы 2,3-ди-о-фитанил-sn-глицерина ( диэфир ). Они описываются как кокки правильной неправильной формы, что означает, что они относительно круглые и сгруппированы поодиночке, а не связаны цепочкой. [5] По форме P. fumarii имеет коккообразную форму, однако не образует идеально круглую форму, а скорее дольчатую с диаметром от 0,7 до 2,5 мкм. [6]
Понимание способности P. fumarii выдерживать высокие температуры и способности его генома быть термостабильным и термоустойчивым приводит к множеству фармацевтических, сельскохозяйственных и промышленных применений. Продукты, которые могут использовать термостабильный микроорганизм, включают ферменты для обработки сельскохозяйственной продукции, приложения для биоремедиации , промышленные и потребительские ферменты и даже фармацевтические приложения, где необходим высокотермостабильный организм. [3] При работе с этой культурой рекомендуется работать в условиях ниже 85 °C, поскольку ниже этой температуры рост P. fumarii отсутствует . [6] Важно помнить, что это предотвращает рост, но не убивает археи. Это понимание может быть включено в лабораторную практику при работе с видами.
fr:Pyrolobus fumarii