Termisk
Termisk |
---|
Skematisk fremstilling af en bakterie af slægten Thermotoga |
Domæne:bakterieType:Thermotogae ( Thermotogae Reysenbach 2001 )Klasse:TermotogerBestille:Thermotogales Reysenbach 2002Familie:Termisk |
Thermotogaceae Reysenbach 2002 |
|
Thermotogae [1] ( lat. Thermotogaceae ) er en familie af bakterier fra typen og klassen af termotogae [2] [3] [4] ( Thermotogae ). Gram-negative anaerobe , for det meste termofile og hypertermofile mikroorganismer [5] . Navnet på typeslægten Thermotoga , hvorfra navnene på de højere taxaer er afledt, afspejler dens eksistens ved høje temperaturer, kombineret med en karakteristisk kasuslignende struktur kaldet "toga" omkring cellerne i disse arter [6] .
Selvom Thermotogaceae- arter farves negativt for Gram, er de omgivet af en enkelt lipidmembran og er således monodermiske bakterier [7] [8] . Relativt for nylig er repræsentanter for Thermotogaceae blevet opdaget , der eksisterer ved mesofile temperaturer [9] .
Taksonomi
Termotogfamilien er den eneste repræsentant for ordenen Thermotogales . Fra juli 2019 omfatter familien 3-4 slægter [10] :
- Fervidobacterium Patel et al. 1985
- ? Thermococcoides Feng et al. 2010 [sandsynligvis et synonym for slægten Kosmotoga DiPippo et al. 2009 emend. Nunoura et al. 2010 ]
- Thermosipho Huber et al. 1989 emend. Ravot et al. 1996
- Thermotoga Stetter og Huber 1986 typus
Ifølge NCBI omfatter familien 4 slægter, men 3 af dem er andre [11] :
- Oceanotoga Jayasinghearachchi og Lal 2011
- Pseudothermotoga Bhandari og Gupta 2014
- Thermopallium Duckworth et al. 1996
- Thermotoga Huber et al. 1986 emend. Bhandari og Gupta 2014
I et 16S rRNA fylogenetisk træ har Thermotogae vist sig at forgrene sig sammen med Aquificae (en anden phylum sammensat af hypertermofile organismer) i nærheden af forgreningspunktet for bakterier og archaea [5] [6] . Dybe relationer mellem Thermotogae og Aquificae , samt en tidlig udløber af sidstnævnte, understøttes dog ikke af fylogenetiske undersøgelser baseret på sekvenssammenligninger af andre gener og proteiner [12] [13] [14] [15] , samt konservative taxon-specifikke indeler (inserts og deletioner) i flere højt konserverede allestedsnærværende proteiner [16] . Thermotoga e har også tiltrukket sig videnskabsmænds opmærksomhed på grund af rapporter om sandsynlig meget betydelig horisontal genoverførsel mellem disse bakterier og archaea [17] [18] . Nylige undersøgelser baseret på mere robuste metoder indikerer dog, at horisontal genoverførsel mellem Thermotogae og andre grupper, herunder Archaea , ikke er så almindelig som tidligere undersøgelser antydede [19] [20] [21] [22] .
Karakteristiske molekylærgenetiske træk
Indtil for nylig var der ingen biokemiske eller molekylærgenetiske markører kendt, der kunne skelne arter af Thermotogae -typen fra alle andre bakterier [5] . Imidlertid har en nylig sammenlignende genomisk analyse afsløret et stort antal konserverede signatur-indels (CSI'er) i vigtige proteiner, der er specifikke for enten hele Thermotogae -fylumet eller nogle af dets undergrupper [21] .
Atten af disse konserverede indels i vitale proteiner såsom Pol1, RecA, TrpRS og ribosomale proteiner L4, L7/L12, S8, S9 osv., er unikke og til stede i alle Thermotogaceae -arter, hvis genom er blevet sekventeret . Derudover identificerede disse undersøgelser også 14 konserverede indels specifikke for kladen, herunder slægterne Fervidobacterium og Thermosipho , 12 konserverede indels specifikke for slægten Thermotoga (undtagen Thermotoga lettingae ), og 8 konserverede indels, der kan tjene som molekylære markører for arter af slægten Termosipho [21] .
Også eksistensen af en separat klade, bestående af arterne Petrotoga mobilis , Kosmotoga olearia og Thermotogales bacterium mesG1, som forgrener sig tidligt fra hovedstammen af det fylogenetiske træ , er begrundet i tilstedeværelsen af 7 konservative indels, der er fælles for disse arter [ 21] . Derudover rapporterer forfatterne, at nogle CSI'er understøtter data om horisontal genoverførsel mellem Thermotogae og andre grupper af prokaryoter [21] .
Fylogeni
Den nuværende taksonomi er baseret på listen over prokaryote navne med Standing in Nomenclature (LPSN) [10] [23] og fylogenien er i overensstemmelse med den 16S rRNA-sekvensbaserede udgivelse af The All-Species Living Tree Project 111 [24] .
|
|
? Caldotoga fontana ♥ Xue et al. 1999
|
|
Thermotogaceae
|
|
? Mesotoga prima Nesbo et al. 2013
|
|
|
? Thermopallium natronophilum ♠ Duckworth et al. 1996
|
|
|
Termotog
|
|
? T. katamachii ♥ Takahata et al. 2000
|
|
|
? T. kuroii ♥ Takahata et al. 2000
|
|
|
|
T. naphthophila Takahata et al. 2001
|
|
|
|
T. petrophila Takahata et al. 2001
|
|
|
|
T. maritima Stetter og Huber 1986 (type sp.)
|
|
|
T. neapolitana Jannasch et al. 1989
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T. hypogea Fardeau et al. 1997
|
|
|
T. thermorum Windberger et al. 1992
|
|
|
|
|
|
T. subterranea Jeanthon et al. 2000
|
|
|
|
T. elfii Ravot et al. 1995
|
|
|
T. lettingae Balk et al. 2002
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fervidobacterium
|
|
? F. pennivorans Friedrich og Antranikian 1999
|
|
|
|
F. changbaicum Cai et al. 2007
|
|
|
F. islandicum Huber et al. 1991
|
|
|
|
|
|
F. nodosum Patel et al. 1985 (type sp.)
|
|
|
|
F. gondwanense Andrews og Patel
|
|
|
F. riparium Podosokorskaya et al. 2011
|
|
|
|
|
|
|
|
Termosipho
|
|
? T. ferriphilus ♠ Kendall et al. 2002
|
|
|
T. geolei L'Haridon et al. 2001
|
|
|
|
T. atlanticus Urios et al. 2004
|
|
|
|
|
T. affectus Podosokorskaya et al. 2011
|
|
|
T. melanesiensis Antoine et al. 1997
|
|
|
|
|
|
T. globiformans Kuwabara et al. 2011
|
|
|
|
T. africanus Huber et al. 1989 emend. Ravot et al. 1996 (type sp.)
|
|
|
T. japonicus Takai og Horikoshi 2000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kosmotoga arenicorallina Nunoura et al. 2011
|
|
|
|
Kosmotoga olearia DiPippo et al. 2009 (type sp.)
|
|
|
Thermococcoides shengliensis Feng et al. 2010
|
|
|
|
|
|
|
Marinitoga
|
|
M. hydrogenitolerans Postec et al. 2005
|
|
|
|
M. litoralis Postec et al. 2010
|
|
|
|
M. okinawensis Nunoura et al. 2007
|
|
|
|
M. piezophila Alain et al. 2002
|
|
|
M. camini Wery et al. 2001 (type sp.)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oceanotoga teriensis Jayasinghearachchi og Lal 2011
|
|
Geotoga
|
|
? G. aestuarianus ♠ Holton et al. 2002
|
|
|
G. petraea Davey et al. 1993 (type sp.)
|
|
|
G. subterranea Davey et al. 1993
|
|
|
|
|
|
|
|
Defluviitoga tunisiensis Ben Hania et al. 2012
|
|
Petrotoga
|
|
P. sibirica L'Haridon et al. 2002
|
|
|
|
P. olearia L'Haridon et al. 2002
|
|
|
|
P. mexicana Miranda-Tello et al. 2004
|
|
|
P. mobilis Lien et al. 1998
|
|
|
|
P. halophila Miranda-Tello et al. 2007
|
|
|
P. miotherma Davey et al. 1993 (type sp.)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Noter:
♠ Stamme fundet i National Center for Biotechnology Information NCBI, men ikke opført på listen over prokaryote navne med stående i nomenklaturen (LPSN)
♥ Stamme ikke opført i National Center for Biotechnology Information NCBI, men opført på listen over prokaryote navne med stående i nomenklaturen ( LPSN)
Ansøgning
På grund af deres evne til at trives ved høje temperaturer betragtes nogle arter af Thermotogaceae som attraktive kandidater til brug i industrielle processer [25] . Thermotogaceaes evne til at bruge forskellige komplekse kulbrinter i metabolismeprocessen , mens de frigiver brintgas, fører til, at disse arter nævnes som en mulig bioteknologisk energikilde alternativ til fossile brændstoffer [26] .
Se også
Noter
- ↑ Shatalkin A.I. Om bogen "Installation of the Tree of Life" // Journal of General Biology. - 2006. - T. 67 , nr. 3 . - S. 227-236 .
- ↑ Trotsenko Yu. A., Doronina N. V., Li Ts. D., Reshetnikov A. S. Moderat haloalkalifile aerobe methylobakterier // Mikrobiologi. - 2007. - T. 76 , nr. 3 . - S. 293-305 .
- ↑ Shatalkin A.I. Det højeste niveau af opdeling af klassificeringen af organismer. 3. Enkeltfilm (Monodermata) og Dobbeltfilm (Didermata) organismer // Journal of General Biology. - 2004. - T. 65 , nr. 3 . - S. 195-210 .
- ↑ Zavarzin G. A. Proteobacteria: et økologisk princip i prokaryoternes systematik // Nature . - Videnskab , 1990. - Nr. 5 . - S. 11 . (Russisk)
- ↑ 1 2 3 Huber R. og Hannig M. (2006) Thermotogales. Prokaryotes 7 : 899-922.
- ↑ 1 2 Reysenbach A.-L. (2001). Philum BII. Thermotogae phy. nov. I: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, pp. 369-387. Eds DR Boone, RW Castenholz. Springer-Verlag: Berlin.
- ↑ Gupta RS Proteinfylogenier og signatursekvenser: En genvurdering af evolutionære forhold mellem arkæbakterier, eubakterier og eukaryoter // Microbiol Mol Biol Rev : tidsskrift. - 1998. - Bd. 62 . - S. 1435-1491 . — PMID 9841678 .
- ↑ Gupta RS Oprindelse af diderm (Gram-negative) bakterier: antibiotisk selektionstryk snarere end endosymbiose førte sandsynligvis til udviklingen af bakterieceller med to membraner // Antonie van Leeuwenhoek : journal. - 2011. - Bd. 100 . - S. 171-182 . - doi : 10.1007/s10482-011-9616-8 . — PMID 21717204 .
- ↑ Nesbo CL, Kumaraswamy R., Dlutek M., Doolittle WF og Foght J. Søger efter mesophilic Thermotogales-bakterier: "mesotogas" i naturen // Appl Environ Microbiol : journal. - 2010. - Bd. 76 . - P. 4896-4900 . - doi : 10.1128/AEM.02846-09 . — PMID 20495053 .
- ↑ 1 2 Klassifikation af domæner og phyla - Hierarkisk klassifikation af prokaryoter (bakterier) : Version 2.2 : [ eng. ] // LPSN. - 2019. - 22. juni.
- ↑ NCBI: Thermotogaceae . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 2. maj 2022. (ubestemt)
- ↑ Klenk HP, Meier TD, Durovic P., et al. RNA-polymerase af Aquifex pyrophilus : Implikationer for udviklingen af det bakterielle rpoBC- operon og ekstremt termofile bakterier (engelsk) // J Mol Evol: tidsskrift. - 1999. - Bd. 48 . - S. 528-541 . — PMID 10198119 .
- ↑ Gupta RS Proteobakteriens fylogeni: forhold til andre eubakterielle phyla og eukaryoter // FEMS Microbiol Rev : tidsskrift. - 2000. - Vol. 24 . - s. 367-402 . — PMID 10978543 .
- ↑ Ciccarelli FD, Doerks T., von Mering C., Creevey CJ, Snel B. og Bork P. Mod automatisk rekonstruktion af et højt opløst livstræ // Science : journal. - 2006. - Bd. 311 . - S. 1283-1287 . - doi : 10.1126/science.1123061 . — PMID 16513982 .
- ↑ Di Giulio M. Den universelle forfader var en termofil eller en hypertermofil: Tests og yderligere beviser // J Theor Biol : journal. - 2003. - Bd. 221 . - S. 425-436 . — PMID 12642117 .
- ↑ Griffiths E. og Gupta RS Signatursekvenser i forskellige proteiner giver bevis for den sene divergens af ordenen Aquificales. (engelsk) // International Microbiol : journal. - 2004. - Bd. 7 . - S. 41-52 . — PMID 15179606 .
- ↑ Nelson K.E., Clayton R., Gill S. et al. Beviser for lateral genoverførsel mellem Archaea og Bacteria fra genomsekvensen af Thermotoga maritima (engelsk) // Nature: journal. - 1999. - Bd. 399 , nr. 6734 . - s. 323-329 . - doi : 10.1038/20601 . — PMID 10360571 .
- ↑ Nesbo CL, L'Haridon S., Stetter KO og Doolittle WF Fylogenetiske analyser af to "Archaeal" gener i Thermotoga maritima afslører flere overførsler mellem Archaea og Bacteria // Mol Biol Evol : journal. - 2001. - Bd. 18 . - S. 362-375 . — PMID 11230537 .
- ↑ Ochman H., Lawrence JG og Groisman EA Lateral genoverførsel og arten af bakteriel innovation // Nature: journal. - 2000. - Vol. 405 . - S. 299-304 . — PMID 10830951 .
- ↑ Zhaxybayeva O., Swithers KS, Lapierre P., et al. Om den kimære natur, termofile oprindelse og fylogenetiske placering af Thermotogales (engelsk) // Proc Natl Acad Sci USA: tidsskrift. - 2009. - Bd. 106 . - P. 5865-5870 . - doi : 10.1073/pnas.0901260106 . — PMID 19307556 .
- ↑ 1 2 3 4 5 Gupta RS og Bhandari V. Fylogeni og molekylære signaturer for phylum Thermotogae og dens undergrupper // Antonie Van Leeuwenhoek : journal. - 2011. - Bd. 100 . - S. 1-34 . - doi : 10.1007/s10482-011-9576-z . — PMID 21503713 .
- ↑ Kunisawa T. Indledning af den fylogenetiske position af phylum Deferribacteres fra genordenssammenligning // Antonie van Leeuwenhoek : journal. - 2011. - Bd. 99 . - S. 417-422 . - doi : 10.1007/s10482-010-9492-7 . — PMID 20706870 .
- ↑ Sayers et al. Termotoger . National Center for Biotechnology Information (NCBI) taksonomidatabase [1] . Hentet 20. marts 2013. Arkiveret fra originalen 20. november 2017. (ubestemt)
- ↑ Levende træprojekt for alle arter . 16S rRNA-baseret LTP-frigivelse 111 (fuldt træ) . Silva Comprehensive Ribosomal RNA Database [2] . Hentet 20. marts 2013. Arkiveret fra originalen 23. september 2015. (ubestemt)
- ↑ Eriksen NT, Riis ML, Holm NK og Iversen N. H(2) syntese fra pentoser og biomasse i Thermotoga spp. (engelsk) // Biotechnol Lett. : journal. - 2010. - Bd. 33 , nr. 2 . - S. 293-300 . - doi : 10.1007/s10529-010-0439-x . — PMID 20960218 .
- ↑ Conners SB, Mongodin EF, Johnson MR, Montero CI, Nelson KE og Kelly RM Mikrobiel biokemi, fysiologi og bioteknologi af hypertermofile Thermotoga- arter // FEMS Microbiol Rev : tidsskrift. - 2006. - Bd. 30 . - S. 872-905 . — PMID 17064285 .