stringtranslate.com

Streptomyces griseus

Streptomyces griseus — вид бактерийрода Streptomyces, обычно встречающийся в почве. Также сообщалось о нескольких штаммах из глубоководных отложений. Это грамположительная бактерия с высоким содержанием GC . Наряду с большинством других стрептомицетов, штаммы S. griseus являются хорошо известными продуцентами антибиотиков и других коммерчески значимых вторичных метаболитов . Известно, что эти штаммы являются продуцентами 32 различных структурных типов биологически активных соединений . Стрептомицин , первый антибиотик, когда-либо полученный 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 Краинским, который назвал вид Actinomyces griseus . [3] В 1948 году Ваксман и Хенрици изменили название на Streptomyces griseus . Интерес к этим штаммам обусловлен их способностью продуцировать стрептомицин — соединение, которое продемонстрировало значительную бактерицидную активность в отношении таких организмов, как Yersinia pestis (возбудитель чумы) и Mycobacterium Tuberculosis (возбудитель туберкулеза). Стрептомицин был открыт в лаборатории Сельмана Ваксмана , хотя большую часть работы над этими штаммами бактерий и антибиотиком, который они производят, вероятно, проделал его аспирант Альберт Шац . [4]

Таксономия

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

Как и другие стрептомицеты, S. griseus имеет высокое содержание GC в геноме [8] — в среднем 72,2%. [9] Этот вид был впервые отнесен к роду Streptomyces Ваксманом и Хенрици в 1948 году. [ 10] Таксономия S. griseus и его эволюционно родственных штаммов была серьезным источником путаницы для микробных систематиков. [2] Данные о последовательности гена 16S рРНК использовались для распознавания родственных штаммов и называются кладой гена 16S рРНК S. griseus . [2] Штаммы этой клады обладают однородными фенотипическими свойствами [11] , но демонстрируют существенную генотипическую гетерогенность на основании геномных данных. [12] До сих пор предпринимается несколько попыток решить эту проблему с использованием таких методов, как гомология ДНК:ДНК [2] и мультилокусное типирование последовательностей . [13] [14] Полногеномная последовательность была проведена на штамме IFO 13350 S. griseus . [9]

Физиология и морфология

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

Экология

Штаммы S. griseus были выделены из различных сред , включая отвалы отвалов, [15] ризосферу , [16] глубоководные отложения [17] и прибрежные пляжи и песчаные системы дюн. [10] Недавние исследования показали, что штаммы S. griseus могут претерпевать специфическую экологическую эволюцию, приводящую к возникновению генетических вариаций со специфической экологией, называемых эковарами. [13]

Производство антибиотиков

Интерес к роду Streptomyces в качестве антибиотиков возник после открытия антибиотика стрептомицина в штамме S. griseus в 1943 году. [18] Открытие стрептомицина, противотуберкулезного антибиотика , принесло Зельману Ваксману Нобелевскую премию в 1952 году . [ 19 ] награда не обошлась без разногласий, поскольку она исключала номинацию Альберта Шаца , который сейчас признан одним из главных соавторов стрептомицина. [4] [20] [21] Сейчас известно, что штаммы этого вида являются богатым источником антибиотиков и производят 32 различных структурных типа коммерчески значимых вторичных метаболитов . [22] [23] Кроме того, геномные исследования показали, что один штамм S. griseus IFO 13350 способен продуцировать 34 различных вторичных метаболита. [24]

Этимология

К 1943 году Альберт Шац, аспирант, работавший в лаборатории Зельмана Ваксмана, выделил стрептомицин из Streptomyces griseus (от греческого strepto — («скрученный») + mykēs («гриб»] и латинского griseus — «серый»). [25]

Официальный микроб штата Нью-Джерси.

S. griseus был признан официальным микробом штата Нью-Джерси в законе, представленном сенатором Сэмом Томпсоном (R-12) в мае 2017 года и членом законодательного собрания Аннет Кихано (D-20) в июне 2017 года. [26] [27]

Этот организм был выбран потому, что он уроженец Нью-Джерси и внес уникальный вклад в здравоохранение и научные исследования во всем мире. Штамм S. griseus , продуцирующий антибиотик стрептомицин, был обнаружен в Нью-Джерси в «сильно унавоженной полевой почве» на сельскохозяйственной экспериментальной станции Нью-Джерси Альбертом Шацем 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 средство первой линии лечения чумы. Более того, Нью-Джерси был домом Селмана Ваксмана, который был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за систематические исследования производства антибиотиков S. griseus и другими почвенными микробами. [29]

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Амано, С; С. Миядо; Т. Шомура. «Streptomyces griseus М-1027». Цифровой атлас актиномицетов . Проверено 2 декабря 2008 г.
  2. ^ abcde Лю, Чжихэн; Ши, Яньлинь; Чжан, Ямей; Чжоу, Чжихун; Лу, Чжитанг; Ли, Вэй; Хуан, Ин; Родригес, Карлос; Гудфеллоу, Майкл (2005). «Классификация Streptomyces griseus (Krainsky 1914) Waksman and Henrici 1948 и родственных видов и перевод Microstreptospora cinerea в род Streptomyces как Streptomyces yanii sp. nov». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 55 (4): 1605–10. дои : 10.1099/ijs.0.63654-0 . ПМИД  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. ^ аб Уэйнрайт, М. (1991). «Стрептомицин: открытие и возникшие споры». Журнал истории и философии наук о жизни . 13 : 97–124.
  5. ^ аб Кемпфер П. (2006). «Семейство Streptomycetaceae, Часть I: Таксономия». В Дворкин, М; и другие. (ред.). Прокариоты: справочник по биологии бактерий. Берлин: Шпрингер. стр. 538–604. ISBN 0-387-25493-5.
  6. ^ аб Мэдиган М., Мартинко Дж., ред. (2005). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Прентис Холл. 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. ^ Полсен, IT (1996). «Углеродный обмен и его регуляция у Streptomyces и других грамположительных бактерий с высоким GC». Исследования в области микробиологии . 147 (6–7): 535–41. дои : 10.1016/0923-2508(96)84009-5 . ПМИД  9084767.
  9. ^ ab "Геном Streptomyces griseus IFO 13350" . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 2 декабря 2008 г.
  10. ^ abc Антоний-Бабу, Санджай; Гудфеллоу, Майкл (2008). «Биосистематика алкалофильных стрептомицетов, выделенных из семи мест на пляже и в песчаной системе дюн». Антони ван Левенгук . 94 (4): 581–91. дои : 10.1007/s10482-008-9277-4. ПМИД  18777141.
  11. ^ Ланут, Бенджамин; Ванканнейт, Марк; Хост, Барт; Вандемюлеброк, Катриен; Кнокарт, Марго К.; Давиндт, Питер; Лю, Чжихэн; Хуан, Ин; Качели, Жан (2005). «Группировка стрептомицетов с использованием дактилоскопии 16S-ITS RFLP». Исследования в области микробиологии . 156 (5–6): 755–62. дои : 10.1016/j.resmic.2005.01.017 . ПМИД  15950131.
  12. ^ Ланут, Бенджамин; Ванканнейт, Марк; Давиндт, Питер; Кнокарт, Марго; Чжан, Цзяньли; Хуан, Ин; Лю, Чжихэн; Качели, Жан (2004). «Отпечатки пальцев BOX-PCR как мощный инструмент для выявления синонимов в роде Streptomyces. Предлагаются исправленные описания для видов Streptomyces cinereorectus, S. Fradiae, S. Tricolor, S. Colombiensis, S. Filamentosus, S. Vinaceus и S. Феопурпуреус». Систематическая и прикладная микробиология . 27 (1): 84–92. дои : 10.1078/0723-2020-00257. ПМИД  15053325.
  13. ^ аб Антоний-Бабу, Санджай; Стах, Джеймс Э.М.; Гудфеллоу, Майкл (2008). «Генетические и фенотипические данные об эковарах Streptomyces griseus, выделенных из песчаных пляжей и дюн». Антони ван Левенгук . 94 (1): 63–74. doi : 10.1007/s10482-008-9246-y. ПМИД  18491216.
  14. ^ Го, Иньпин; Чжэн, Вэнь; Ронг, Сяоин; Хуан, Ин (2008). «Мультилокусная филогения клады генов 16S рРНК Streptomyces griseus: использование анализа многолокусных последовательностей для систематики стрептомицетов». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 58 (1): 149–59. дои : 10.1099/ijs.0.65224-0 . ПМИД  18175701.
  15. ^ Граф, Эллен; Шнайдер, Кэтрин; Николсон, Грэм; Шрёбеле, 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, ST (1983). «Экология актиномицетов». Ежегодный обзор микробиологии . 37 : 189–216. дои : 10.1146/annurev.mi.37.100183.001201. ПМИД  6357051.
  17. ^ Патом-Ари, Васу; Стах, Джеймс Э.М.; Уорд, Алан С.; Хорикоши, Коки; Булл, Алан Т.; Гудфеллоу, Майкл (2006). «Разнообразие актиномицетов, выделенных из отложений Бездны Челленджера (10 898 м) Марианской впадины». Экстремофилы . 10 (3): 181–9. doi : 10.1007/s00792-005-0482-z. ПМИД  16538400.
  18. ^ Ньюман, Дэвид Дж.; Крэгг, Гордон М.; Снадер, Кеннет М. (2000). «Влияние натуральных продуктов на открытие лекарств (с древности до конца 1999 г.)» (PDF) . Отчеты о натуральных продуктах . 17 (3): 215–34. дои : 10.1039/a902202c. ПМИД  10888010.
  19. ^ Уоллгрен, А. «Презентационная речь: Нобелевская премия по физиологии и медицине 1952 года». Фонд Нобелевской премии . Проверено 2 декабря 2008 г.
  20. ^ Уэйнрайт, М. (1990). Чудодейственное лекарство: история пенициллина и золотого века антибиотиков. Блэквелл. ISBN 9780631164920. Проверено 29 декабря 2014 г.
  21. ^ Прингл, Питер (2012). Эксперимент одиннадцатый: Темные тайны открытия чудо-лекарства . Нью-Йорк: Уокер и компания. ISBN 978-1620401989.
  22. ^ Строл, Уильям Р. (2004). «Противомикробные препараты». В Bull, Алан (ред.). Микробное разнообразие и биоразведка . Издательство АСМ. стр. 136–155. ISBN 1-55581-267-8.
  23. ^ Чжан, Ликсин (2005). «Комплексные подходы к открытию новых лекарств из натуральных микробных продуктов». Ин Чжан, Ликсин (ред.). Открытие натуральных продуктов и терапевтическая медицина . Хумана Пресс. стр. 33–55. дои : 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». Экстренное заражение Dis . 25 (3): 450. doi :10.3201/eid2503.et2503. ПМК 6390759 . Проверено 17 октября 2021 г. Ссылаясь на общедоступный текст CDC. 
  26. ^ «Нью-Джерси S3190 | 2016-2017 | Регулярная сессия» . ЛегиСкан . Проверено 16 ноября 2017 г.
  27. ^ «Нью-Джерси A4900 | 2016-2017 | Регулярная сессия» . ЛегиСкан . Проверено 16 ноября 2017 г.
  28. ^ Шац А, Буги Э, Ваксман С.Е. (1944). «Стрептомицин — вещество, проявляющее антибиотическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий». Труды Общества экспериментальной биологии и медицины . 55 : 66–69.
  29. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1952 года». www.nobelprize.org . Проверено 16 ноября 2017 г.

Внешние ссылки