Streptomyces griseus характеристики, таксономия, биологический цикл и использование



Streptomyces griseus Это своего рода аэробные бактерии, грамположительные. Принадлежит к группе актинобактерий, относящихся к отряду актиномицетов и семейству Streptomycetaceae.

Они распространенные бактерии в почве. Они были найдены в связи с корнями растений в ризосфере. Некоторые штаммы также были выделены в пробах воды и глубоких морских отложениях и в прибрежных экосистемах.. 

Способность этого вида адаптироваться к большому разнообразию экосистем породила важные генетические изменения, которые пытались классифицировать в эковарах..

Этот вид, как и другие Streptomyces вырабатывает большое количество вторичных метаболитов, что придает ему большое коммерческое значение. К ним относятся стрептомицин (аминогликозидный антибиотик), первый антибиотик, эффективно используемый против туберкулеза.

индекс

  • 1 Общая характеристика
    • 1.1 Генетика
    • 1.2 Вторичные метаболиты
  • 2 Таксономия
    • 2.1 Филогения и синонимы
  • 3 Биологический цикл
    • 3.1 Формирование субстратного мицелия
    • 3.2 Формирование воздушного мицелия
    • 3.3 Образование спор
  • 4 использования
  • 5 ссылок

черты общий

S. griseus является грамположительной аэробной бактерией, которая производит мицелию. Клеточная стенка толстая, образована в основном из пептидогликана и липидов.

Этот вид развивает как субстрат, так и воздушный мицелий. Оба типа мицелия имеют разную морфологию. Гифы субстратного мицелия могут иметь диаметр 0,5-1 мкм. Воздушный мицелий нитевидный и мало разветвленный. 

В культуральной среде эти мицелии имеют разные оттенки серого. Обратная сторона колонии серовато-желтая. Они не производят меланиновые пигменты.

Цепочки спор являются выпрямляемыми и состоят из 10-50 спор. Поверхность их гладкая.

Этот вид использует в качестве источника углерода глюкозу, ксилозу, маннит или фруктозу. В питательных средах с арабинозой или рамнозой рост колонии отсутствует.

Оптимальная температура для его развития идет от 25 - 35 ° С.

Они растут в широком диапазоне рН, от 5 до 11. Однако их рост оптимален в щелочной среде с рН 9, поэтому он считается алкалофильным.

генетика

Геном был полностью секвенирован S. griseus. Он представляет собой линейную хромосому с более чем восемью миллионами пар оснований. Наличие плазмид не наблюдалось.

Хромосома имеет более 7000 ORF (последовательности РНК с открытой рамкой). Для более чем 60% этих последовательностей функция, которую они выполняют, известна. Содержание GC для S. griseus примерно 72%, что считается высоким.

Вторичные метаболиты

Большинство видов Streptomyces они производят много вторичных метаболитов. Среди них антибиотики, иммунодепрессанты и ингибиторы ферментов.

Аналогично, эти бактерии способны продуцировать некоторые ферменты промышленного значения, такие как глюкозоизомераза или трансглутаминаза..

В случае S. griseus, Наиболее важным вторичным метаболитом является стрептомицин. Тем не менее, этот организм производит другие соединения, такие как определенные типы фенолов, которые очень эффективны в борьбе с различными фитопатогенными грибами..

таксономия

Вид был впервые описан из почвенных изолятов с территории России. Исследователь Краинский в 1914 году идентифицирует ее как Actinomyces griseus.

Впоследствии Васкману и Кертису удается выделить виды в различных образцах почвы в Соединенных Штатах. В 1943 году Вескман и Хенричи предлагают жанр Streptomyces на основе морфологии и типа клеточной стенки их видов. Эти авторы находят виды этого рода в 1948 году..

Филогения и синонимы

Было предложено существование трех подвидов для S. griseus. Однако молекулярные исследования показали, что два из этих таксонов соответствуют виду S. microflavus.

С филогенетической точки зрения, S. griseus  сформировать группу с S.argenteolus и S. caviscabies. Эти виды очень похожи в отношении последовательностей рибосомальной РНК.

На основе сравнения последовательностей РНК удалось установить, что некоторые таксоны рассматриваются как виды, отличные от S. griseus у них одинаковый генетический состав.

Поэтому эти названия перешли к синонимии вида. Среди них мы имеем S. erumpens, S. ornatus и S. setonii.

Биологический цикл

Виды Streptomyces производят два типа мицелия во время его развития. Субстратный мицелий, который составляет вегетативную фазу, и воздушный мицелий, который будет давать споры

Формирование субстратного мицелия

Это происходит после прорастания споры. Гифы имеют диаметр 0,5-1 мкм. Они растут на вершинах и развивают ветви, образуя сложную матрицу гиф.

Есть несколько септ, которые образуют компартменты, которые могут представлять несколько копий генома. На этом этапе бактерии используют питательные вещества, присутствующие в среде, для накопления биомассы..

По мере развития этого мицелия происходит гибель некоторых перегородок. В зрелом субстрате мицелий чередует живой и мертвый сегменты.

Когда бактерии развиваются в почве или в затопленных культурах, вегетативная фаза является преобладающей.

Формирование воздушного мицелия

В то время, когда колонии развиваются, начинает формироваться мицелий с меньшим количеством ветвей. в S. griseus образуются длинные нити, которые очень мало разветвлены.

Необходимое питание для формирования этого мицелия, получается из лизиса клеток субстрата мицелия. На этом этапе вид производит различные вторичные метаболиты.

Формирование спор

На этом этапе гифы останавливают свой рост и начинают поперечно фрагментироваться. Эти фрагменты быстро превращаются в округлые споры.

Цепочки спор, образованные приблизительно полусотней клеток, образуются. Споры имеют сферическую или овальную форму, диаметр 0,8-1,7 мкм и гладкую поверхность..

приложений

Основное использование связано с S. griseus это производство стрептомицина. Это бактерицидный антибиотик. Впервые он был обнаружен в 1943 году Альбертом Шатцем у штаммов вида.

Стрептомицин является одним из наиболее эффективных методов лечения туберкулеза, вызванного Микобактерии туберкулеза.

однако, S. griseus У этого есть другое использование. Этот вид производит другие антибиотики, среди которых есть такие, которые атакуют опухоли. Он также производит коммерчески используемые протеолитические ферменты, такие как проназа. Эти ферменты блокируют инактивацию натриевых каналов.

С другой стороны, в последние годы было установлено, что S. griseus производит летучие вещества из группы фенолов под названием карвакрол. Это вещество обладает способностью ингибировать рост спор и мицелий различных фитопатогенных грибов.

ссылки

  1. Андерсон А. и Э. Веллингтон (2001). Таксономия Streptomyces и родственных поколений. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh, S Pourseyedi, J Amini и M Yaghoobi (2014) Биологический контроль грибковых заболеваний растений с использованием летучих веществ Streptomyces griseus. Европейский журнал экспериментальной биологии 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Добыча и полировка сокровищ в бактериальном роду Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori и S Horinouchi (2008) Геномная последовательность стрептомицин-продуцирующего микроорганизма Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X and Y Huang (2010) Таксономическая оценка Streptomyces griseus clade с использованием мультилокусного анализа последовательности и гибридизации ДНК-ДНК с предложением объединить 29 видов и три подвида в качестве 11 геномных видов. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Двухкомпонентные системы и регулирование производства антибиотиков Streptomyces coelicolor. Диссертация на соискание ученой степени доктора из университета Саламанки, Испания. 188 пп.