Charakteristika Streptomyces griseus, taxonómia, biologický cyklus a použitia



Streptomyces griseus Je to druh aeróbnych baktérií, grampozitívny. Patrí do skupiny Actinobacteria, v poradí Actinomycetales a rodina Streptomycetaceae.

Sú to bežné baktérie v pôde. Boli nájdené v spojení s koreňmi rastlín v rizhosfére. Niektoré kmene boli tiež izolované vo vzorkách vody a hlbokých morských sedimentoch av pobrežných ekosystémoch. 

Schopnosť tohto druhu prispôsobiť sa veľkému množstvu ekosystémov vytvorila dôležitú genetickú variáciu, ktorá sa snažila klasifikovať v ekovároch..

Tento druh, podobne ako ostatní Streptomyces produkuje veľké množstvo sekundárnych metabolitov, čo mu dáva veľký komerčný význam. Patrí medzi ne streptomycín (aminoglykozidové antibiotikum), prvé antibiotikum, ktoré sa účinne používa proti tuberkulóze.

index

  • 1 Všeobecné charakteristiky
    • 1.1 Genetika
    • 1.2 Sekundárne metabolity
  • 2 Taxonómia
    • 2.1 Fylogenéza a synonymá
  • 3 Biologický cyklus
    • 3.1 Tvorba substrátu mycélia
    • 3.2 Tvorba vzdušného mycélia
    • 3.3 Tvorba spór
  • 4 Použitie
  • 5 Referencie

rysy všeobecný

S. griseus je grampozitívne aeróbne baktérie, ktoré produkujú mycéliu. Bunková stena je hrubá, tvorená hlavne peptidoglykánom a lipidmi.

Tento druh vyvíja ako substrát, tak vzdušné mycélium. Oba typy mycélia majú inú morfológiu. Hyfy substrátu mycélia môžu mať priemer 0,5 až 1 um. Letecké mycélium je vláknité a málo rozvetvené. 

V kultivačnom médiu majú tieto mycelia rôzne odtiene sivej. Zadná strana kolónie je sivohnedá. Neprodukujú melanínové pigmenty.

Reťazce spór sú rektiflexné a pozostávajú z 10-50 spór. Ich povrch je hladký.

Druhy používajú ako zdroj uhlíka uhlík, xylózu, manitol alebo fruktózu. V kultivačnom médiu s arabinózou alebo ramnózou nedochádza k rastu kolónie.

Optimálna teplota pre jeho vývoj sa pohybuje od 25 do 35 ° C.

Rastú v širokom rozsahu pH, medzi 5 a 11. Ich rast je však optimálny v alkalickom prostredí s pH 9, preto sa považuje za alkalofilný.

genetika

Genóm bol kompletne sekvenovaný S. griseus. Predstavuje lineárny chromozóm s viac ako ôsmimi miliónmi bázových párov. Prítomnosť plazmidov nebola pozorovaná.

Chromozóm má viac ako 7 000 ORF (sekvencie RNA s otvoreným rámcom). Pre viac ako 60% týchto sekvencií je známa ich funkcia. Obsah GC pre S. griseus je približne 72%, čo sa považuje za vysoké.

Sekundárne metabolity

Väčšina druhov Streptomyces produkujú veľa sekundárnych metabolitov. Patria medzi ne antibiotiká, imunosupresíva a inhibítory enzýmov.

Podobne sú tieto baktérie schopné produkovať niektoré enzýmy priemyselného významu, ako je napríklad izomeráza glukózy alebo transglutamináza.

V prípade S. griseus, Najdôležitejším sekundárnym metabolitom je streptomycín. Tento organizmus však produkuje iné zlúčeniny, ako sú určité typy fenolov, ktoré sú veľmi účinné pri kontrole rôznych fytopatogénnych húb..

taxonómie

Tento druh bol prvýkrát opísaný z izolátov pôdy z oblasti Ruska. Výskumný pracovník Krainsky ju v roku 1914 identifikuje ako Actinomyces griseus.

Následne sa Waskman a Curtis podarilo izolovať druhy v rôznych pôdnych vzorkách v Spojených štátoch. V roku 1943 Waskman a Henrici navrhujú žáner Streptomyces na základe morfológie a typu bunkovej steny ich druhu. Títo autori lokalizujú tento druh v roku 1948.

Fylogenéza a synonymá

Bola navrhnutá existencia troch poddruhov pre S. griseus. Molekulárne štúdie však ukázali, že dva z týchto taxónov zodpovedajú druhu S. microflavus.

Z fylogenetického hľadiska, S. griseus  vytvoriť skupinu S.argenteolus a S. caviscabies. Tieto druhy sú veľmi podobné vo vzťahu k ribozomálnym sekvenciám RNA.

Na základe porovnania sekvencií RNA bolo možné stanoviť, že niektoré taxóny považované za iné ako S. griseus majú rovnaký genetický make-up.

Preto tieto názvy prešli na synonymiu tohto druhu. Medzi nimi máme S. erumpens, S. ornatus a S. setonii.

Biologický cyklus

Druhy Streptomyces produkujú dva typy mycélia počas jeho vývoja. Substrátové mycélium, ktoré tvorí vegetatívnu fázu a vzdušné mycélium, ktoré spôsobí vznik spór

Tvorba substrátu mycélia

Vzniká po vyklíčení spóry. Hyfy majú priemer 0,5 až 1 um. Tieto rastú opicami a vyvíjajú sa vetvy, produkujúc komplexnú maticu hyf.

Existuje niekoľko septa, ktoré tvoria kompartmenty, ktoré môžu prezentovať niekoľko kópií genómu. Počas tejto fázy baktérie využívajú živiny prítomné v médiu na akumuláciu biomasy.

Ako sa toto mycélium vyvíja, dochádza k bunkovej smrti niektorých septa. V zrelých substrátoch mycelium strieda živé a mŕtve segmenty.

Keď sa baktérie vyvíjajú v pôde alebo v ponorených plodinách, prevláda vegetatívna fáza.

Tvorba vzdušného mycélia

V čase, keď sa vyvíjajú kolónie, sa začína tvoriť mycélium s menším počtom vetiev. v S. griseus vytvárajú sa dlhé vlákna, ktoré sú veľmi málo rozvetvené.

Potrebná výživa na tvorbu tohto mycélia sa získa lýzou buniek substrátu mycélia. V tejto fáze druh produkuje rôzne sekundárne metabolity.

Tvorba spór

V tejto fáze hyf zastavia svoj rast a začnú sa fragmentovať priečne. Tieto fragmenty sa rýchlo transformujú do zaoblených spór.

Vytvoria sa spórové reťazce tvorené približne 50 bunkami. Spóry sú guľaté až oválne, s priemerom 0,8 - 1,7 μm as hladkým povrchom.

aplikácie

Hlavné použitie spojené s S. griseus je produkcia streptomycínu. Toto je baktericídne antibiotikum. Prvýkrát bol objavený v roku 1943 Albertom Schatzom v kmeňoch tohto druhu.

Streptomycín je jedným z najúčinnejších spôsobov liečby tuberkulózy spôsobenej Mycobacterium tuberculosis.

však, S. griseus Má iné využitie. Druhy produkujú iné antibiotiká, medzi ktorými sú niektoré, ktoré napádajú nádory. Produkuje tiež komerčne používané proteolytické enzýmy, ako je pronáza. Tieto enzýmy blokujú inaktiváciu sodíkových kanálov.

Na druhej strane to bolo v posledných rokoch zistené S. griseus produkuje prchavé látky zo skupiny fenolov nazývaných carvacrol. Táto látka má schopnosť inhibovať rast spór a mycélií rôznych fytopatogénnych húb.

referencie

  1. Anderson A a E Wellington (2001) Taxónia Streptomyces a príbuzných generácií. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh, S Pourseyedi, J Amini a M Yaghoobi (2014) Biologická kontrola chorôb plesní rastlín pomocou prchavých látok Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Ťažba a leštenie pokladu v bakteriálnom rode Streptomyces. Biosca. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori a S Horinouchi (2008) Sekvencia genómu mikroorganizmov produkujúcich streptomycín Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X a Y Huang (2010) Taxonomické hodnotenie Streptomyces griseus clade pomocou multilokusovej sekvenčnej analýzy a DNA-DNA hybridizácie s návrhom spojiť 29 druhov a tri poddruhy ako 11 genomických druhov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Dvojzložkové systémy a regulácia výroby antibiotík Streptomyces coelicolor. Práca sa uchádza o titul doktora z Univerzity v Salamanke v Španielsku. 188 pp.