STREPTOMYCES GRISEUS: RAKSTURLIELUMI, DZĪVES CIKLS UN LIETOJUMS - BIOLOĢIJA - 2025

Streptomyces griseus ir aerobo, grampozitīvo baktēriju suga. Tas pieder Actinobacteria grupai Actinomycetales secībā un Streptomycetaceae ģimenei.

Tās ir bieži sastopamas baktērijas augsnē. Tie ir atrasti kopā ar augu saknēm rizosfērā. Daži celmi ir izolēti arī dziļo jūras ūdeņu un nogulumu paraugos un piekrastes ekosistēmās.

Streptomyces griseus, kas redzams ar skenējošu elektronu mikroskopu. Autors: Docwarhol, no Wikimedia Commons. Šīs sugas spēja pielāgoties lielai ekosistēmu daudzveidībai ir radījusi ievērojamas ģenētiskās variācijas, kuras ir mēģināts klasificēt ekovaros.

Šī suga, tāpat kā citas Streptomyces sugas, ražo lielu skaitu sekundāro metabolītu, kas tai piešķir lielu komerciālu nozīmi. Starp tiem izceļas streptomicīns (aminoglikozīdu antibiotika) - pirmā antibiotika, kuru efektīvi lieto pret tuberkulozi.

raksturojums

S. griseus ir grampozitīva aerobā baktērija, kas ražo micēliju. Šūnas siena ir bieza, un to galvenokārt veido peptidoglikāns un lipīdi.

Šī suga attīsta gan substrātu, gan gaisa micēliju. Abiem micēlija veidiem ir atšķirīga morfoloģija. Substrāta micēlija hyfa diametrs var būt 0,5 - 1 μm. Gaisa micēlijs ir pavedienveidīgs un nedaudz sazarots.

Barotnē šīm micēlijām ir dažādas pelēkas nokrāsas. Kolonijas aizmugurējā puse ir pelēcīgi dzeltenīga. Viņi neražo melanīna pigmentus.

Sporas ķēdes ir viegli pielāgojamas un sastāv no 10-50 sporām. To virsma ir gluda.

Suga kā oglekļa avotu izmanto glikozi, ksilozi, mannītu vai fruktozi. Barotnēs ar arabinozi vai ramnozi koloniju pieaugums netiek novērots.

Optimālā temperatūra tā attīstībai ir no 25 līdz 35 ° C.

Tie aug plašā pH diapazonā, no 5 līdz 11. Tomēr tā augšana ir optimāla sārmainā vidē ar pH 9, tāpēc to uzskata par sārmainu.

Ģenētika

S. griseus genoms ir pilnībā sakārtots. Tam ir lineāra hromosoma ar vairāk nekā astoņiem miljoniem bāzes pāru. Plazmīdu klātbūtne nav novērota.

Hromosomā ir vairāk nekā 7000 ORF (atvērtā kadra RNS sekvences). Vairāk nekā 60% no šīm sekvencēm ir zināma to izpildītā funkcija. GC saturs S. griseus ir aptuveni 72%, kas tiek uzskatīts par augstu.

Sekundārie metabolīti

Lielākā daļa Streptomyces sugu rada lielu skaitu sekundāro metabolītu. Starp tiem mēs atrodam antibiotikas, imūnsupresantus un fermentu inhibitorus.

Tāpat šīs baktērijas spēj ražot dažus rūpnieciski svarīgus fermentus, piemēram, glikozes izomerāzi vai transglutamināzi.

S. griseus gadījumā vissvarīgākais sekundārais metabolīts ir streptomicīns. Tomēr šis organisms ražo citus savienojumus, piemēram, noteikta veida fenolus, kas ir ļoti efektīvi dažādu fitopatogēno sēņu kontrolei.

Taksonomija

Suga vispirms tika aprakstīta no augsnes izolātiem no Krievijas apgabala. Pētnieks Krainskis 1914. gadā to identificē kā Actinomyces griseus.

Vēlāk Vaskmans un Curtis spēja izolēt sugas dažādos augsnes paraugos Amerikas Savienotajās Valstīs. 1943. gadā Vaskmans un Henriks ierosināja Streptomyces ģints, pamatojoties uz to sugas morfoloģiju un šūnu sienas tipu. Šie autori sugas šajā ģintī ievieto 1948. gadā.

Filoģenēze un sinonīmi

S. griseus tika ierosinātas trīs pasugas. Tomēr molekulārie pētījumi atklāja, ka divi no šiem taksoniem atbilst S. microflavus sugai.

No filoģenētiskā viedokļa S. griseus veido grupu ar S. argenteolus un S. caviscabies. Šīm sugām ir liela līdzība attiecībā uz ribosomu RNS sekvencēm.

Balstoties uz RNS secību salīdzinājumu, ir bijis iespējams noteikt, ka dažiem taksoniem, kas tiek uzskatīti par sugām, kas nav S. griseus, ir tāds pats ģenētiskais sastāvs.

Tādēļ šie nosaukumi ir kļuvuši par sinonīmiju ar sugām. Starp tiem mums ir S. erumpens, S. ornatus un S. setonii.

Bioloģiskais cikls

Streptomyces sugas to attīstības laikā rada divu veidu micēliju. Substrāta micēlijs, kas veido veģetatīvo fāzi, un antenas micēlijs, kas radīs sporas

Substrāta micēlija veidošanās

Tas rodas pēc sporas dīgtspējas. Hifu diametrs ir 0,5–1 µm. Tie aug no virsotnēm un attīstās sekas, veidojot sarežģītu hyphae matricu.

Ir maz nodalītu septu, kas var uzrādīt vairākas genoma kopijas. Šajā fāzē baktērijas izmanto vidē esošo barības vielas, lai uzkrātu biomasu.

Šim micēlijam attīstoties, dažu septa mirst no šūnām. Nobriedušā substrāta micēlijā mainās dzīvie un mirušie segmenti.

Kad baktērijas attīstās augsnē vai iegremdētās kultūrās, dominē veģetatīvā fāze.

Gaisa micēlija veidošanās

Vienā koloniju attīstības brīdī sāk veidoties micēlijs ar mazāk zariem. S. griseus veidojas gari pavedieni, kas ir ļoti maz sazaroti.

Barību, kas nepieciešama šī micēlija veidošanai, iegūst no substrāta micēlija šūnu līzes. Šajā posmā suga ražo dažādus sekundāros metabolītus.

Sporas veidošanās

Šajā fāzē hifi pārtrauc to augšanu un sāk šķelties šķērsām. Šie fragmenti ātri pārvēršas par noapaļotām sporām.

Sporas ķēdes veido apmēram piecdesmit šūnas. Sporas ir sfēriskas vai ovālas, ar diametru 0,8–1,7 μm un ar gludu virsmu.

Lietojumprogrammas

Galvenā ar S. griseus saistītā lietošana ir streptomicīna ražošana. Šī ir baktericīda antibiotika. To pirmo reizi 1943. gadā sugas celmos atklāja Alberts Šatss.

Streptomicīns ir viens no efektīvākajiem līdzekļiem Mycobacterium tuberculosis izraisītas tuberkulozes ārstēšanai.

Tomēr S. griseus ir arī citi lietojumi. Suga ražo citas antibiotikas, starp tām dažas, kas uzbrūk audzējiem. Tas ražo arī komerciāli izmantojamus proteolītiskos enzīmus, piemēram, pronāzes. Šie fermenti bloķē nātrija kanālu inaktivāciju.

No otras puses, pēdējos gados ir noteikts, ka S. griseus ražo gaistošas ​​vielas no fenolu grupas, ko sauc par karvakrolu. Šai vielai ir spēja kavēt dažādu fitopatogēno sēņu sporu un micēliju augšanu.

Atsauces

1. Andersons A un E Velingtons (2001) Streptomyces un saistīto ģinšu taksonomija. Starptautiskais sistemātiskās un evolucionārās mikrobioloģijas žurnāls 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini un M Yaghoobi (2014) Augu sēnīšu slimību bioloģiskā kontrole, izmantojot gaistošās vielas Streptomyces griseus. Eiropas Vēstnesis par eksperimentālo bioloģiju 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Dārgumu ieguve un pulēšana baktēriju Streptomyces ģintī. Biosci. Biotetools. Biochem., 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori un S Horinouchi (2008) Streptomicīnu ražojošā mikroorganisma Streptomyces griseus genoma secība IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X un Y Huang (2010) Streptomyces griseus clade taksonomiskais novērtējums, izmantojot multiloka sekvences analīzi un DNS-DNS hibridizāciju ar ierosinājumu apvienot 29 sugas un trīs pasugas kā 11 genoma sugas. Starptautiskais sistemātiskās un evolucionārās mikrobioloģijas žurnāls 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Divkomponentu sistēmas un antibiotiku ražošanas no Streptomyces coelicolor regulēšana. Promocijas darbs doktora nosaukuma iegūšanai no Salamankas universitātes, Spānija. 188 lpp.