Termisk

Skematisk fremstilling af en bakterie af slægten Thermotoga

Domæne:bakterieType:Thermotogae ( Thermotogae Reysenbach 2001 )Klasse:TermotogerBestille:Thermotogales Reysenbach 2002Familie:Termisk

Internationalt videnskabeligt navn

Thermotogaceae Reysenbach 2002

Systematik
hos Wikispecies

Billeder
på Wikimedia Commons

DET ER	956556
NCBI	188709
EOL	298

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

Systematik af eubakterier

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 .