Beggiatoa

Beggiatoa
videnskabelig klassifikation
Domæne:bakterieType:ProteobakterierKlasse:Gamma proteobakterierBestille:ThiotrichalesFamilie:ThiotrichaceaeSlægt:Beggiatoa
Internationalt videnskabeligt navn
Beggiatoa Trevisan 1842
Slags
  • Beggiatoa alba
    (Vaucher 1803) Trevisan 1845
  • Beggiatoa leptomitoformis
    Dubinina et al. 2017

Beggiatoa  (lat.) er en slægt af gamma-proteobakterier fra ordenen Thiotrichales . Repræsentanter for slægten bor i levesteder, der er rige på svovl. Det var i bakterier af denne slægt, at den russiske forsker S. N. Vinogradsky i 1887 opdagede litotrofi [1] [2] .

Etymologi af navnet

Slægten Beggiatoa fik sit navn til ære for Francesco Secondo Beggiato ( italiensk:  Francesco Secondo Beggiato ; 1806-1883), en italiensk læge og botaniker fra Vicenza , forfatter til Delle Terme Euganea [3] .

Placering

Repræsentanter for slægten Beggiatoa er fordelt over hele verden og bor i fersk- og havvand. Ofte lever de i levesteder rige på svovlbrinte . Sådanne levesteder omfatter kolde kilder , svovlkilder, spildevand, søslam og geotermiske dybhavskilder . De kan også findes i rhizosfæren af ​​sumpplanter [4] [5] . I meget saltholdige vande kan Beggiatoa- filamenter sammen med bakterier af andre arter danne bakteriemåtter [6] .

Morfologi og bevægelse

Beggiatoa er flercellede (filamentøse) farveløse bakterier, individuelle celler har en cylindrisk (ferskvands- og marinestammer ) eller diskoid (store marinestammer) form, og deres diameter varierer fra 12 til 160 mikron (filamenterne af ferskvandsstammer er meget tyndere). Filamentets længde kan være fra få mm til 10 cm. Det er en af ​​de største bakterier, man kender. Der er en stor central vakuole , der bruges til at opbevare nitrat . Cellernes hvide farve skyldes ophobning af elementært svovl i cellen [7] . Ud over svovlindeslutninger findes indeslutninger af poly-β-hydroxybutyrat og pyrophosphat også i cellers cytoplasma . Bakterier er bevægelige og udviser kemotaksi som reaktion på en gradient af forskellige naturlige forbindelser. I modsætning til den nært beslægtede slægt Thioploca udskiller bakterier af slægten Beggiatoa ikke en fælles polysaccharidskede , der omslutter et bundt af filamenter: hver tråd danner en slimmatrix omkring sig selv, bestående af polysaccharider og proteinkonjugater [ 6] [4] .

Selvom testede stammer af Beggiatoa farver gramnegative , er deres cellevægsstruktur meget usædvanlig for gramnegative bakterier. Det består af mindst to lag med forskellig sammensætning: det ene lag består hovedsageligt af peptidoglycan og lipopolysaccharider , og det andet har en filamentøs struktur. Det filamentøse lag spiller en nøglerolle i glidebevægelsen af ​​Beggiatoa -filamenterne , som kan glide med en hastighed på 1-3 µm/s. For at glide skal de have kontakt med et fast underlag [6] .

Metabolisme

Beggiatoa kan vokse kemoorganoheterotrofisk og oxidere organiske forbindelser til CO2 i nærvær af oxygen , selvom høje oxygenkoncentrationer kan tjene som en begrænsende faktor i bakterievækst. Organiske forbindelser tjener også som en kilde til kulstof til biosyntetiske processer. Nogle repræsentanter kan oxidere H 2 S til elementært svovl ved at bruge denne proces som en hjælpeenergikilde (fakultative lithoheterotrofer) [8] . Oxidationen af ​​H 2 S til svovl og dannelsen af ​​intracellulære svovlindeslutninger i Beggiatoa blev opdaget af den russiske videnskabsmand S. N. Vinogradsky i 1887, og dette var det første tilfælde af litotrofi beskrevet [1] [2] .

Sulfidoxidation: 2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O

Nogle repræsentanter for slægten kan vokse kemolitoautotrofisk ved at bruge oxidationen af ​​H2S til svovl som energikilde og kuldioxid som kulstofkilde til biosyntetiske processer. Acceptoren i dette tilfælde er nitrat lagret i centralvakuolen og reduceret til ammonium . Mange autotrofe repræsentanter for slægten Beggiatoa kan oxidere intracellulært svovl til sulfat [8] . Nogle stammer kan oxidere brint under aerobe forhold , og under anaerobe forhold bruges brint til svovlrespiration. Hydrogenoxidation kan ikke kun være et energiboost, men også forhindre overdreven aflejring af svovl i cytoplasmaet [9] .

Systematik og klassifikation

De nærmeste slægtninge til Beggiatoa er bakterier af slægten Thioploca [4] .

Ifølge listen over prokaryote navne med stående i nomenklaturen omfatter slægten Beggiatoa 2 arter [3] :

Genomet af stammen Beggiatoa leptomitiformis D-402T er blevet fuldstændigt sekventeret [11] .

Noter

  1. ↑ 1 2 Ljungdahl LG Biokemi og fysiologi af anaerobe  bakterier . - Springer, 2003. - S. 17. - ISBN 978-0-387-95592-6 . Arkiveret 12. marts 2017 på Wayback Machine
  2. ↑ 1 2 Mukhopadhyaya PN , Deb C. , Lahiri C. , Roy P. Et soxA-gen, der koder for et diheme cytochrom c, og et sox-locus, der er essentielt for svovloxidation i en ny svovllitotrofisk bakterie.  (engelsk)  // Journal of bacteriology. - 2000. - Vol. 182, nr. 15 . - s. 4278-4287. — PMID 10894738 .
  3. ↑ 1 2 Slægt Beggiatoa  : [ eng. ]  // LPSN .  (Få adgang: 13. januar 2018) .
  4. ↑ 1 2 3 Ahmad A. , Barry JP , Nelson DC Fylogenetisk affinitet af en bred, vakuolat, nitrat-akkumulerende Beggiatoa sp. fra Monterey Canyon, Californien, med Thioploca spp.  (engelsk)  // Anvendt og miljømæssig mikrobiologi. - 1999. - Bd. 65, nr. 1 . - S. 270-277. — PMID 9872789 .
  5. ↑ Michael Dudley . Beggiatoa . Arkiveret fra originalen den 7. februar 2009.
  6. ↑ 1 2 3 Susanne Hinck . Økofysiologisk, kemotaktisk og taksonomisk karakterisering af hypersaline Beggiatoa, der stammer fra mikrobielle måtter. . Hentet 11. marts 2017. Arkiveret fra originalen 12. marts 2017.
  7. ↑ Preisler André, De Beer Dirk, Lichtschlag Anna, Lavik Gaute, Boetius Antje, Jørgensen Bo Barker. Biologisk og kemisk sulfidoxidation i et Beggiatoa beboet havsediment // The ISME Journal. - 2007. - ISSN 1751-7362 . - doi : 10.1038/ismej.2007.50 .
  8. ↑ 1 2 Schmidt TM , Arieli B. , Cohen Y. , Padan E. , Strohl WR Sulphur metabolism in Beggiatoa alba.  (engelsk)  // Journal of bacteriology. - 1987. - Bd. 169, nr. 12 . - P. 5466-5472. — PMID 3316186 .
  9. ↑ Kreutzmann AC , Schulz-Vogt HN Oxidation af molekylært hydrogen ved en Chemolithoautotrophic Beggiatoa-stamme.  (engelsk)  // Anvendt og miljømæssig mikrobiologi. - 2016. - Bd. 82, nr. 8 . - P. 2527-2536. - doi : 10.1128/AEM.03818-15 . — PMID 26896131 .
  10. ↑ Dubinina G. , Savvichev A. , Orlova M. , Gavrish E. , Verbarg S. , Grabovich M. Beggiatoa leptomitoformis sp. nov., det første ferskvandsmedlem af slægten, der er i stand til kemolitoautotrofisk vækst.  (engelsk)  // Internationalt tidsskrift for systematisk og evolutionær mikrobiologi. - 2016. - doi : 10.1099/ijsem.0.001584 . — PMID 27902215 .
  11. ↑ Fomenkov A. , Vincze T. , Grabovich MY , Dubinina G. , Orlova M. , Belousova E. , Roberts RJ Fuldstændig genomsekvens af ferskvandsfarveløs svovlbakterie Beggiatoa leptomitiformis Neotype-stamme D-402T.  (engelsk)  // Genom meddelelser. - 2015. - Bd. 3, nr. 6 . - doi : 10.1128/genomeA.01436-15 . — PMID 26659680 .