stringtranslate.com

Streptomyces griseus

Streptomyces griseus — это вид бактерийрода Streptomyces, обычно встречающийся в почве. Несколько штаммов были также зарегистрированы в глубоководных отложениях. Это грамположительная бактерия с высоким содержанием ГЦ . Наряду с большинством других стрептомицетов, штаммы S. griseus являются хорошо известными производителями антибиотиков и других подобных коммерчески значимых вторичных метаболитов . Известно, что эти штаммы являются производителями 32 различных структурных типов биоактивных соединений . Стрептомицин , первый антибиотик, когда-либо зарегистрированный из бактерии, происходит из штаммов S. griseus . Недавно была завершена полная последовательность генома одного из его штаммов.

Таксономическая история S. griseus и его филогенетически родственных штаммов была бурной. S. griseus был впервые описан в 1914 году Крайнским, который назвал вид Actinomyces griseus . [3] Название было изменено в 1948 году Ваксманом и Хенрици на Streptomyces griseus . Интерес к этим штаммам обусловлен их способностью продуцировать стрептомицин, соединение, которое продемонстрировало значительную бактерицидную активность против таких организмов, как Yersinia pestis (возбудитель чумы) и Mycobacterium tuberculosis (возбудитель туберкулеза). Стрептомицин был открыт в лаборатории Сельмана Ваксмана , хотя его аспирант Альберт Шатц, вероятно, проделал большую часть работы по этим штаммам бактерий и антибиотику, который они продуцируют. [4]

Таксономия

Streptomyces — крупнейший род актиномицетов и типовой род семейства Streptomycetaceae. [5] Это грамположительные бактерии с высоким содержанием ГЦ [5] и характеризующиеся сложным вторичным метаболизмом . [6] Они производят более двух третей клинически полезных антибиотиков природного происхождения. [7] Стрептомицеты встречаются преимущественно в почве и в гниющей растительности, и большинство из них производят споры. Стрептомицеты известны своим отчетливым «землистым» запахом, который является результатом производства летучего метаболита , геосмина . [6]

Как и другие стрептомицеты, S. griseus имеет высокое содержание GC в своем геноме [8] , в среднем 72,2%. [9] Вид был впервые классифицирован в пределах рода Streptomyces Ваксманом и Хенрици в 1948 году. [10] Таксономия S. griseus и его эволюционно родственных штаммов была значительным источником путаницы для микробных систематиков. [2] Данные о последовательности гена 16S рРНК были использованы для распознавания родственных штаммов и называются кладой гена 16S рРНК S. griseus . [2] Штаммы этой клады имеют однородные фенотипические свойства [11], но показывают существенную генотипическую гетерогенность на основе геномных данных. [12] Все еще делается несколько попыток решить эту проблему с помощью таких методов, как гомология ДНК:ДНК [2] и мультилокусное типирование последовательностей . [13] [14] Полная геномная последовательность была проведена на штамме IFO 13350 S. griseus . [9]

Физиология и морфология

Недавно было показано, что S. griseus и родственные ему штаммы являются алкалофильными , т. е. они лучше всего растут при щелочных значениях pH . Хотя эти организмы растут в широком диапазоне pH (от 5 до 11), они показывают оптимум роста при pH 9. [10] Они производят серые споровые массы и серо-желтые обратные пигменты , когда растут как колонии . [2] Споры имеют гладкую поверхность и расположены в виде прямых цепочек. [1]

Экология

Штаммы S. griseus были выделены из различных экологических систем , включая свалки стальных отходов, [15] ризосферу , [16] глубоководные морские отложения [17] и прибрежные пляжи и песчаные системы дюн. [10] Недавние исследования показали, что штаммы S. griseus могут подвергаться специфической для экологии эволюции, приводя к генетическим изменениям с определенной экологией, называемым эковарами. [13]

Производство антибиотиков

Интерес к роду Streptomyces как к антибиотикам возник после открытия антибиотика стрептомицина в штамме S. griseus в 1943 году. [18] Открытие стрептомицина, противотуберкулезного антибиотика , принесло Сельману Ваксману Нобелевскую премию в 1952 году. [19] Премия не обошлась без споров, поскольку она исключила номинацию Альберта Шатца , который теперь признан одним из главных соавторов стрептомицина. [4] [20] [21] Штаммы этого вида, как теперь известно, являются богатыми источниками антибиотиков и продуцируют 32 различных структурных типа коммерчески значимых вторичных метаболитов . [22] [23] Кроме того, геномные исследования показали, что один штамм S. griseus IFO 13350 обладает способностью продуцировать 34 различных вторичных метаболита. [24]

Этимология

К 1943 году Альберт Шатц, аспирант, работавший в лаборатории Сельмана Ваксмана, выделил стрептомицин из Streptomyces griseus (от греч. strepto - («скрученный») + mykēs [«грибок»] и лат. griseus , «серый»). [25]

Официальный микроб штата Нью-Джерси

S. griseus был признан официальным микробом штата Нью-Джерси в законопроекте, представленном сенатором Сэмом Томпсоном (республиканец от 12-го округа) в мае 2017 года и членом Ассамблеи Аннет Кихано (демократ от 20-го округа) в июне 2017 года. [26] [27]

Организм был выбран, потому что он является уроженцем Нью-Джерси и внес уникальный вклад в здравоохранение и научные исследования во всем мире. Штамм S. griseus , который производил антибиотик стрептомицин, был обнаружен в Нью-Джерси в «сильно унавоженной полевой почве» на сельскохозяйственной экспериментальной станции Нью-Джерси Альбертом Шатцем в 1943 году. [28] Стрептомицин примечателен тем, что это первый значительный антибиотик, открытый после пенициллина, первый системный антибиотик, открытый в Америке, первый антибиотик, активный против туберкулеза, и лечение первой линии от чумы. Более того, Нью-Джерси был домом Сельмана Ваксмана, который был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине за его систематические исследования производства антибиотиков S. griseus и другими почвенными микробами. [29]

Законопроект S1729 был подписан губернатором Нью-Джерси Филом Мерфи в мае 2019 года.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Amano, S; S. Miyadoh; T. Shomura. "Streptomyces griseus M-1027". Цифровой атлас актиномицетов . Получено 2008-12-02 .
  2. ^ abcde Лю, Чжихэн; Ши, Яньлинь; Чжан, Ямэй; Чжоу, Чжихун; Лу, Чжитан; Ли, Вэй; Хуан, Ин; Родригес, Карлос; Гудфеллоу, Майкл (2005). «Классификация Streptomyces griseus (Krainsky 1914) Waksman and Henrici 1948 и родственных видов и перенос 'Microstreptospora cinerea' в род Streptomyces как Streptomyces yanii sp. nov». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 55 (4): 1605–10. doi : 10.1099/ijs.0.63654-0 . PMID  16014489.
  3. ^ Краинский, А (1914). «Die Aktinomyceten und ihren Bedeutung in der Natur». Zentralbl Bakteriol Parasitenkd Infektionskr Hyg Abt II (на немецком языке). 41 : 649–688.
  4. ^ ab Wainwright, M. (1991). «Стрептомицин: открытие и вызванные им противоречия». Журнал истории и философии наук о жизни . 13 (1): 97–124. PMID  1882032.
  5. ^ ab Kämpfer P (2006). «Семейство Streptomycetaceae, часть I: таксономия». В Dworkin, M; et al. (ред.). Прокариоты: справочник по биологии бактерий. Берлин: Springer. стр. 538–604. ISBN 0-387-25493-5.
  6. ^ ab Madigan M, Martinko J, ред. (2005). Brock Biology of Microorganisms (11-е изд.). Prentice Hall. ISBN 0-13-144329-1.[ нужна страница ]
  7. ^ Кизер Т., Бибб М.Дж., Баттнер М.Дж., Чейтер К.Ф., Хопвуд Д.А. (2000). Практическая генетика Streptomyces (2-е изд.). Норидж, Англия: Фонд Джона Иннеса. ISBN 0-7084-0623-8.[ нужна страница ]
  8. ^ Paulsen, IT (1996). «Углеродный метаболизм и его регуляция у Streptomyces и других грамположительных бактерий с высоким содержанием GC». Исследования в области микробиологии . 147 (6–7): 535–41. doi : 10.1016/0923-2508(96)84009-5 . PMID  9084767.
  9. ^ ab "Streptomyces griseus IFO 13350 Genome". Архивировано из оригинала 2016-03-03 . Получено 2008-12-02 .
  10. ^ abc Энтони-Бабу, Санджай; Гудфеллоу, Майкл (2008). «Биосистематика алкалофильных стрептомицетов, выделенных из семи мест в системе песчаных пляжей и дюн». Антони ван Левенгук . 94 (4): 581–91. doi :10.1007/s10482-008-9277-4. PMID  18777141.
  11. ^ Ланут, Бенджамин; Ванканнейт, Марк; Хосте, Барт; Вандемейлеброке, Катриен; Кнокарт, Марго К.; Доиндт, Питер; Лю, Чжихэн; Хуан, Ин; Свингс, Джин (2005). «Группировка стрептомицетов с использованием 16S-ITS RFLP-фингерпринтинга». Исследования в области микробиологии . 156 (5–6): 755–62. doi : 10.1016/j.resmic.2005.01.017 . PMID  15950131.
  12. ^ Ланут, Бенджамин; Ванканнейт, Марк; Довайндт, Питер; Кнокарт, Марго; Чжан, Цзяньли; Хуан, Ин; Лю, Чжихэн; Свингс, Джин (2004). «BOX-PCR Fingerprinting как мощный инструмент для выявления синонимичных названий в роде Streptomyces. Предложены исправленные описания для видов Streptomyces cinereorectus, S. Fradiae, S. Tricolor, S. Colombiensis, S. Filamentosus, S. Vinaceus и S. Phaeopurpureus». Систематическая и прикладная микробиология . 27 (1): 84–92. Bibcode : 2004SyApM..27...84L. doi : 10.1078/0723-2020-00257. PMID  15053325.
  13. ^ ab Энтони-Бабу, Санджай; Стах, Джеймс Э.М.; Гудфеллоу, Майкл (2008). «Генетические и фенотипические доказательства эковаров Streptomyces griseus, выделенных из песчаной системы пляжа и дюны». Антони ван Левенгук . 94 (1): 63–74. doi :10.1007/s10482-008-9246-y. PMID  18491216.
  14. ^ Го, Иньпин; Чжэн, Вэнь; Ронг, Сяоин; Хуан, Ин (2008). «Мультилокусная филогения гена 16S рРНК Streptomyces griseus: использование анализа мультилокусной последовательности для систематики стрептомицетов». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 58 (1): 149–59. doi : 10.1099/ijs.0.65224-0 . PMID  18175701.
  15. ^ Граф, Эллен; Шнайдер, Кэтрин; Николсон, Грэм; Штрёбеле, Маркус; Джонс, Аманда Л; Гудфеллоу, Майкл; Бейл, Винфрид; С¨Смут, Родерих Д; Фидлер, Ханс-Петер (2007). «Эллоксазиноны a и B, новые аминофеноксазиноны из Streptomyces griseus Acta 2871 †». Журнал антибиотиков . 60 (4): 277–84. дои : 10.1038/ja.2007.35 . ПМИД  17456980.
  16. ^ Гудфеллоу, М.; Уильямс, СТ. (1983). «Экология актиномицетов». Annual Review of Microbiology . 37 : 189–216. doi :10.1146/annurev.mi.37.100183.001201. PMID  6357051.
  17. ^ Патом-Ари, Васу; Стах, Джеймс Э.М.; Уорд, Алан К.; Хорикоши, Коки; Булл, Алан Т.; Гудфеллоу, Майкл (2006). «Разнообразие актиномицетов, выделенных из осадка впадины Челленджер (10 898 м) Марианской впадины». Extremophiles . 10 (3): 181–9. doi :10.1007/s00792-005-0482-z. PMID  16538400.
  18. ^ Ньюман, Дэвид Дж.; Крэгг, Гордон М.; Снадер, Кеннет М. (2000). «Влияние натуральных продуктов на открытие лекарств (от античности до конца 1999 г.)». Natural Product Reports . 17 (3): 215–34. doi :10.1039/a902202c. PMID  10888010.
  19. ^ Wallgren, A. "Presentation Speech: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1952". Nobel Prize Foundation . Получено 2008-12-02 .
  20. ^ Уэйнрайт, М. (1990). Чудодейственное исцеление: история пенициллина и золотого века антибиотиков. Блэквелл. ISBN 9780631164920. Получено 29.12.2014 .
  21. ^ Прингл, Питер (2012). Эксперимент одиннадцать: темные секреты открытия чудесного лекарства . Нью-Йорк: Walker & Company. ISBN 978-1620401989.
  22. ^ Strohl, William R (2004). «Антимикробные препараты». В Bull, Alan (ред.). Микробное разнообразие и биоразведка . Издательство ASM. С. 136–155. ISBN 1-55581-267-8.
  23. ^ Чжан, Лисинь (2005). «Комплексные подходы к открытию новых лекарств из микробных натуральных продуктов». В Чжан, Лисинь (ред.). Открытие лекарств из натуральных продуктов и терапевтическая медицина . Humana Press. стр. 33–55. doi :10.1007/978-1-59259-976-9_2. ISBN 978-1-58829-383-1.
  24. ^ Ониши, Ясуо; Исикава, Джун; Хара, Хирофуми; Сузуки, Хирокадзу; Икеноя, Мива; Икеда, Харуо; Ямасита, Ацуши; Хаттори, Масахира; Хориноути, Суэхару (2008). «Геномная последовательность микроорганизма, продуцирующего стрептомицин, Streptomyces griseus IFO 13350». Журнал бактериологии . 190 (11): 4050–60. дои : 10.1128/JB.00204-08. ПМК 2395044 . ПМИД  18375553. 
  25. ^ Генри, Ронни (март 2019 г.). «Этимология: Стрептомицин». Emerg Infect Dis . 25 (3): 450. doi :10.3201/eid2503.et2503. PMC 6390759. Получено 17 октября 2021 г. Ссылка на общедоступный текст из CDC. 
  26. ^ "Нью-Джерси S3190 | 2016-2017 | Регулярная сессия". LegiScan . Получено 2017-11-16 .
  27. ^ "Нью-Джерси A4900 | 2016-2017 | Регулярная сессия". LegiScan . Получено 2017-11-16 .
  28. ^ Schatz A, Bugie E, Waksman SE (1944). «Стрептомицин, вещество, проявляющее антибиотическую активность против грамположительных и грамотрицательных бактерий». Труды Общества экспериментальной биологии и медицины . 55 : 66–69. doi :10.3181/00379727-55-14461.
  29. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1952 года". www.nobelprize.org . Получено 16 ноября 2017 г.

Внешние ссылки