stringtranslate.com

Лизинибацилла сферикус

Lysinibacillus sphaericus (ранее известная как Bacillus sphaericus ) [1] — грамположительная , мезофильная , палочковидная бактерия, обычно встречающаяся в почве. Она может образовывать устойчивые эндоспоры , которые устойчивы к высоким температурам, химикатам и ультрафиолетовому излучению и могут оставаться жизнеспособными в течение длительного времени. Она представляет особый интерес для Всемирной организации здравоохранения из-за ларвицидного эффекта некоторых штаммов против двух родов комаров ( Culex и Anopheles ), [2] более эффективного, чем Bacillus thuringiensis , часто используемого в качестве биологического средства борьбы с вредителями . Клетки L. sphaericus в вегетативном состоянии также эффективны противличинок Aedes aegypti , [3] важного переносчика вирусов желтой лихорадки и денге .

Бактерия, похожая на этот вид, была обнаружена в янтаре возрастом 25 миллионов лет из Доминиканской Республики . Эндоспора была успешно восстановлена. [4]

Классификация

Переклассификация из Bacillus sphaericus в Lysinibacillus sphaericus основана на том факте, что род Lysinibacillus , в отличие от типового вида рода Bacillus , содержит пептидогликан с лизином , аспарагиновой кислотой , аланином и глутаминовой кислотой . [1]

L. sphaericus имеет пять групп гомологии (IV), причем группа II далее делится на подгруппы IIA и IIB. [5] Еще до того, как были известны полные геномы, эти группы были предложены как представляющие отдельные виды из-за низкого уровня гомологии между группами. В 2015 году исследования геномного масштаба, проведенные Сюй и др., показали, что текущий вид является парафилетическим и включает L. fusiformis и L. boronitolerans . [6] Сравнение полного генома GTDB подтверждает необходимость разделения видов. [7]

Биологическая борьба с вредителями

Энтомопатогенные штаммы обнаружены в подгруппе гомологии IIA, тем не менее, эта группа содержит также непатогенные изоляты . Инсектицидная активность некоторых штаммов L. sphaericus была впервые обнаружена в 1965 году, и дальнейшие исследования показали, что комары являются основной целью этой бактерии. Есть сообщения об активности против других организмов, таких как нематода Trichostrongylus colubriformis , на яйца которых он оказывает летальное воздействие. [8] Он имеет важное применение в программах борьбы с комарами по всему миру и имеет высокую специфичность против личинок комаров, а также безопасен для млекопитающих , рыб , птиц и недвукрылых насекомых . [2]

Высокотоксичные штаммы продуцируют во время споруляции бинарный токсин , состоящий из белков BinA (42 кДа ) и BinB ( 51 кДа ) , который является основным инсектицидным компонентом. Белок BinB действует, связываясь с рецептором в эпителиальных клетках средней кишки, облегчая проникновение BinA , который вызывает клеточный лизис . [9] После попадания в организм личинок эти белки растворяются в кишечнике и подвергаются протеолизу до активных производных с более низкой молекулярной массой . Вегетативные клетки как высокотоксичных, так и низкотоксичных штаммов продуцируют токсины Mtx1, Mtx2 и Mtx3 , но Mtx1 и Mtx2 разрушаются протеазами во время стационарной фазы , что делает их необнаружимыми в спорулированных культурах. [10] Кроме того, присутствие генов и белков бинарного токсина было определено в 18 патогенных штаммах. [11] Штаммы OT4b.2, OT4b.20, OT4b.25, OT4b.26 и OT4b.58 оказались столь же токсичными, как и споры эталонного штамма ВОЗ 2362, против личинок C. quinquefasciatus . [12]

Биоремедиация

Тяжелые металлы

Биоремедиационный потенциал L. sphaericus широко изучался: штаммы с хроматредуцирующей способностью были выделены из различных загрязненных сред и почв, естественно богатых металлами. [13] Штамм JG-A12, выделенный из отвалов отходов урановой добычи в Германии, также способен обратимо связывать алюминий , кадмий , медь , свинец и уран . [14] Различные исследования показали, что эта способность обусловлена ​​наличием белковой поверхности, покрывающей эти клетки , называемой S-слоем , которая способна связывать большие количества тяжелых металлов в солевых растворах . [15] Биотехнологический потенциал среди колумбийских изолятов IV(4)10 и OT4b.31 показал биосорбцию тяжелых металлов в живой и мертвой биомассе . [16] Штамм L. sphaericus CBAM5 показал устойчивость к 200 мМ мышьяка , что может быть объяснено наличием гена арсенатредуктазы . [17]

Ссылки

  1. ^ аб Ахмед, Ифтихар; Ёкота, Акира; Ямазоэ, Ацуши; Фудзивара, Тору (2007). «Предложение Lysinibacillus boronitolerans gen. nov. sp. nov. и перенос Bacillus fusiformis в Lysinibacillus fusiformis comb. nov. и Bacillus sphaericus в Lysinibacillus sphaericus comb. nov.». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 57 (5): 1117–1125. дои : 10.1099/ijs.0.63867-0 . ПМИД  17473269.
  2. ^ ab Берри, Колин (2012-01-01). «Бактерия Lysinibacillus sphaericus как патоген насекомых». Журнал патологии беспозвоночных . 109 (1): 1–10. doi : 10.1016/j.jip.2011.11.008 . PMID  22137877.
  3. ^ Сантана-Мартинес, JC; Сильва, Джей-Джей; Душан, Дж. (Февраль 2019 г.). «Эффективность Lysinibacillus sphaericus против смешанных культур собранных в полевых условиях и лабораторных личинок Aedes aegypti и Culex quinquefasciatus». Бюллетень энтомологических исследований . 109 (1): 111–118. дои : 10.1017/S0007485318000342. PMID  29784071. S2CID  29162148.
  4. ^ Кано, Р. Дж.; Боруки, МК (19 мая 1995 г.). «Возрождение и идентификация бактериальных спор в доминиканском янтаре возрастом от 25 до 40 миллионов лет». Science . 268 (5213): 1060–4. doi :10.1126/science.7538699. PMID  7538699.
  5. ^ КРИЧ, ВИРДЖИНИЯ К.; ДЖОНСОН, ДЖОН Л.; ЮСТЕН, АЛЛАН А. (1980). «Гомологии дезоксирибонуклеиновых кислот среди штаммов Bacillus sphaericus». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 30 (2): 476–484. doi : 10.1099/00207713-30-2-476 .
  6. ^ Сюй, Кай; Юань, Чжимин; Рейнер, Саймон; Ху, Сяоминь (декабрь 2015 г.). «Сравнение геномов дает молекулярные знания о филогении переназначенного нового рода Lysinibacillus». BMC Genomics . 16 (1): 140. doi : 10.1186/s12864-015-1359-x . PMC 4363355 . PMID  25888315. 
  7. ^ "GTDB - Дерево". gtdb.ecogenomic.org .
  8. ^ Боун, Леон В.; Тинелли, Регина (1987-12-01). "Trichostrongylus colubriformis: ларвицидная активность токсичных экстрактов из спор Bacillus sphaericus (штамм 1593)". Experimental Parasitology . 64 (3): 514–516. doi :10.1016/0014-4894(87)90066-X. PMID  3678452.
  9. ^ Бауманн, П.; Кларк, МА; Бауманн, Л.; Бродвелл, АХ (сентябрь 1991 г.). «Bacillus sphaericus как возбудитель комаров: свойства организма и его токсинов». Microbiological Reviews . 55 (3): 425–436. doi :10.1128/MR.55.3.425-436.1991. ISSN  0146-0749. PMC 372827 . PMID  1682792. 
  10. ^ Танабалу, Т; Портер, АГ (ноябрь 1995 г.). «Эффективная экспрессия токсина, уничтожающего комаров, массой 100 килодальтон в рекомбинантном штамме Bacillus sphaericus с дефицитом протеазы». Applied and Environmental Microbiology . 61 (11): 4031–4036. Bibcode :1995ApEnM..61.4031T. doi :10.1128/AEM.61.11.4031-4036.1995. ISSN  0099-2240. PMC 167711 . PMID  8526518. 
  11. ^ "Revista Colombiana de Biotecnologia". Revista Colombiana de Biotecnologia . 2014. doi : 10.15446/rev.colomb.biote . hdl : 10495/7917 .
  12. ^ Лосано, Люсия С.; Дуссан, Дженни (2013-08-01). «Толерантность к металлам и ларвицидная активность Lysinibacillus sphaericus». Всемирный журнал микробиологии и биотехнологии . 29 (8): 1383–1389. doi :10.1007/s11274-013-1301-9. ISSN  0959-3993. PMID  23504213. S2CID  30523002.
  13. ^ DESAI, C; JAIN, K; MADAMWAR, D (2008). «Оценка потенциала восстановления Cr(VI) in vitro в цитозольных экстрактах трех местных видов Bacillus, выделенных из загрязненной Cr(VI) промышленной свалки». Bioresource Technology . 99 (14): 6059–6069. doi :10.1016/j.biortech.2007.12.046. ISSN  0960-8524. PMID  18255287.
  14. ^ Селенска-Побелл, Соня; Панак, Петра; Митева, Ваня; Будаков, Иво; Бернхард, Герт; Ниче, Хейно (1 мая 1999 г.). «Селективное накопление тяжелых металлов тремя местными штаммами Bacillus, B. cereus, B. megaterium и B. sphaericus, из сточных вод уранового отвала». ФЭМС Микробиология Экология . 29 (1): 59–67. дои : 10.1111/j.1574-6941.1999.tb00598.x . ISSN  0168-6496.
  15. ^ Sleytr, Uwe B; Györvary, Erika; Pum, Dietmar (2003-09-01). «Кристаллизация решеток белков S-слоя на поверхностях и интерфейсах». Progress in Organic Coatings . Keystone 2002. 47 (3): 279–287. doi :10.1016/S0300-9440(03)00143-7.
  16. ^ Веласкес, Лина; Дуссан, Дженни (2009-08-15). «Биосорбция и биоаккумуляция тяжелых металлов на мертвой и живой биомассе Bacillus sphaericus». Журнал опасных материалов . 167 (1): 713–716. doi :10.1016/j.jhazmat.2009.01.044. PMID  19201532.
  17. ^ Вильегас-Торрес, Мария Ф.; Бедойя-Рейна, Оскар К.; Салазар, Камило; Вивес-Флорес, Марта Дж.; Дюссан, Дженни (2011-01-01). «Горизонтальный перенос гена arsC среди микроорганизмов, выделенных из почвы, загрязненной мышьяком». International Biodegraderation & Biodegradation . 65 (1): 147–152. doi :10.1016/j.ibiod.2010.10.007.

Внешние ссылки