Cupriavidus metallidurans

Cupriavidus metallidurans

Fotografia cu microscopul electronic de scanare a unei pepite de aur , care arată structura bacterioforma (geometric similară cu conturul bacteriilor) a pepitei
clasificare stiintifica
Domeniu:bacteriiTip de:ProteobacteriiClasă:Proteobacterii betaOrdin:BurkholderialesFamilie:BurkholderiaceaeGen:CupriavidusVedere:Cupriavidus metallidurans
Denumire științifică internațională
Cupriavidus metallidurans (Goris et al. 2001) Vandamme și Coenye 2004
Sinonime
  • Ralstonia metallidurans
    Goris et al. 2001     [1]
  • Wautersia metallidurans (Goris et al. 2001) Vaneechoutte et al. 2004 [1]

Cupriavidus metallidurans  (lat.)  este o bacterie Gram -negativă care nu formează spori , care a evoluat pentru a se adapta la concentrații mari de ioni de metale grele din mediu - concentrații care sunt în mod evident fatale pentru majoritatea celorlalte microorganisme sau, cel puțin, le perturbă semnificativ. reproducerea și activitatea vitală [2] [3] . Din acest motiv, această bacterie este un subiect foarte convenabil pentru studiul de laborator al tulburărilor în cursul proceselor biochimice din interiorul unei celule vii cauzate de intoxicația cu ioni de metale grele.

Sinonime

Anterior, această bacterie a fost numită Ralstonia metallidurans [4] . Chiar mai devreme era cunoscut sub denumirile Ralstonia eutropha și Alcaligenes eutrophus [5] .

Tulpina CH34 a acestei bacterii este în prezent cea mai bine studiată [5] .

Caracteristici genetice

Această bacterie, deși nu este patogenă pentru plante, oameni sau animale, prezintă un grad ridicat de relație genetică (omologie a secvențelor din genom ) cu importanta bacterie patogenă a plantelor Ralstonia solanacearum [6] .

Rezistența la concentrații mari de metale grele din mediul extern în această bacterie este asigurată de o serie de mecanisme de adaptare biochimică. Genele care codifică toate aceste adaptări biochimice și, în cele din urmă, determină rezistența C. metallidurans la concentrații mari de metale grele, sunt concentrate în două megaplasmide naturale pMOL28 și pMOL30 ale cromozomilor bacterieni . Potenţial, acest lucru permite transferul plasmidei către alte specii bacteriene a întregii game de mecanisme de rezistenţă la metalele grele, prin mecanismele de transfer orizontal al genelor plasmide [2] [3] [7] .

Momentan, genomul acestei bacterii a fost deja secvențiat complet. Datele preliminare, neadnotate de secvențiere pentru genomul său pot fi obținute de oamenii de știință de la Institutul Comun pentru Genetică [3] .

Caracteristici biochimice

Această bacterie este un litoautotrof aerob cu capacitatea facultativă de a trăi și de a se dezvolta într-un mediu care conține doar săruri minerale anorganice , precum și H 2 , O 2 și CO 2 gazos dizolvate în apă , în absența surselor de carbon organic . În aceste condiții dure, restrictive, subsistemul energetic care furnizează celulei bacteriene energia necesară activității sale de viață și pentru biosinteza compușilor organici este simplificat. În astfel de condiții, include doar hidrogenază, enzime ale lanțului respirator de transport de electroni și adenozin trifosfatază . Astfel, subsistemul energetic al acestei bacterii în aceste condiții sever restrictive este foarte simplu și clar separat de subsistemele anabolice , a căror activitate începe cu ciclul Calvin pentru fixarea dioxidului de carbon (CO 2 ). Acest lucru face mai ușor pentru oamenii de știință să studieze subsistemul energetic al acestei bacterii [8] .

Nepatogen

Această bacterie nu este patogenă , adică nu este periculoasă pentru oameni, animale sau plante. Acest lucru vă permite să îl studiați în mod convenabil și în siguranță în laborator, pe medii nutritive artificiale apropiate de habitatul său natural, fără măsurile de siguranță sporite necesare atunci când lucrați cu bacterii patogene periculoase [3] .

Semnificație ecologică

Această bacterie are o mare importanță ecologică , deoarece atât ea, cât și speciile sale de bacterii înrudite genetic sau strâns înrudite biogeocenotic predomină în mediile mezofile puternic contaminate cu metale grele [5] [9] .

Valoare industrială

Această bacterie are o mare importanță industrială . Este utilizat pentru bioremedierea (îndepărtarea biologică) a contaminării cu metale grele din apele uzate care conțin deșeuri industriale, precum și din soluri și ape contaminate și pentru detectarea prezenței acestor contaminanți [3] . În plus, este folosit și în industrie pentru a distruge sau a neutraliza diverse xenobiotice organice . În utilizarea industrială a acestei bacterii pentru neutralizarea xenobioticelor organice, este important ca aceasta să-și păstreze capacitatea de a biotransforma xenobioticele chiar și în prezența unor concentrații mari de metale grele care inhibă metabolismul majorității altor bacterii, inclusiv capacitatea lor de a metaboliza și neutralizează xenobioticele [10] .

Rolul în biogeochimia aurului

Această bacterie, împreună cu bacteria Delftia acidovorans , joacă un rol foarte important în biogeochimia aurului și, în special, în formarea zăcămintelor de aur și a pepiților de aur. Este capabil să precipite aurul metalic dintr-o soluție de triclorura de aur  , un compus extrem de toxic pentru majoritatea altor microorganisme [11] [12] [13] .

Note

  1. ↑ 1 2 Genul Cupriavidus  : [ ing. ]  // LPSN .  (Accesat: 7 septembrie 2018) .
  2. ↑ 1 2 Nies, DH Rezistența microbiană la metale grele  // Microbiologie aplicată și  biotehnologie. - Springer , 1999. - Vol. 51 , nr. 6 . - P. 730-750 . - doi : 10.1007/s002530051457 . — PMID 10422221 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Nies, DH Bacteriile rezistente la metale grele ca extremofile: fiziologia moleculară și utilizarea biotehnologică a spec. Ralstonia. CH34  (engleză)  // Extremofili: jurnal. - 2000. - Vol. 4 , nr. 2 . - P. 77-82 . - doi : 10.1007/s007920050140 . — PMID 10805561 .
  4. ^ Vandamme P., Coeyne T. Taxonomy of the genus Cupriavidus: a tale of lost and found  (engleză)  // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology: journal. - 2004. - 18 iunie ( vol. 54 , nr. Pt 6 ). - P. 2285-2289 . - doi : 10.1099/ijs.0.63247-0 . — PMID 15545472 .
  5. ↑ 1 2 3 Goris J. și colab. Clasificarea bacteriilor rezistente la metale din biotopii industriali ca Ralstonia campinensis sp. nov., Ralstonia metallidurans sp. nov. și Ralstonia basilensis Steinle și colab. 1998 se modifică. (engleză)  // Int J Syst Evol Microbiol: jurnal. - 2001. - Vol. 51 , nr. Pt 5 . - P. 1773-1782 . - doi : 10.1099/00207713-51-5-1773 . — PMID 11594608 .
  6. ↑ Salanoubat M. și colab. Secvența genomului agentului patogen al plantelor Ralstonia solanacearum  (engleză)  // Nature : journal. - 2002. - Vol. 415 , nr. 6871 . - P. 497-502 . - doi : 10.1038/415497a . — PMID 11823852 .
  7. ↑ Monchy, S.; M.A.Benotmane; P. Janssen; T. Vallaeys; S. Taghavi; D. van der Lelie; M. Mergeay. Plasmidele pMOL28 și pMOL30 ale Cupriavidus metallidurans sunt specializate în răspunsul maxim viabil la metalele grele  //  Journal of Bacteriology : jurnal. — Societatea Americană pentru Microbiologie, 2007. - octombrie ( vol. 189 , nr. 20 ). - P. 7417-7425 . - doi : 10.1128/JB.00375-07 . — PMID 17675385 .
  8. ↑ Mergeay, M.; D. Nies; H. G. Schlegel; J. Gerits; P. Charles; F. van Gijsegem. Alcaligenes eutrophus CH34 este un chemolitotrop facultativ cu rezistență legată de plasmide la metale grele  //  Journal of Bacteriology : jurnal. — Societatea Americană pentru Microbiologie, 1985. - Vol. 162 , nr. 1 . - P. 328-334 . — PMID 3884593 .
  9. ↑ Diels, L.; Q Dong; D. van der Lelie; W. Baeyens; M. Mergeay. Operonul czc al Alcaligenes eutrophus CH34: de la mecanismul de rezistență la îndepărtarea metalelor grele  (engleză)  // Journal of Industrial Microbiology : journal. - 1995. - Vol. 14 , nr. 2 . - P. 142-153 . - doi : 10.1007/BF01569896 . — PMID 7766206 .
  10. ↑ Springael, D.; L. Diels; L. Hooyberghs; S. Kreps; M. Mergeay. Construirea și caracterizarea tulpinilor de Alcaligenes eutrophus, rezistente la metale grele, degradante haloaromatice  (engleză)  // Appl Environ Microbiol : journal. - 1993. - Vol. 59 , nr. 1 . - P. 334-339 . — PMID 8439161 .
  11. ↑ Reith, Frank; Stephen L. Rogers; DC McPhail; Daryl Webb. Biomineralizarea aurului: biofilme pe aur bacterioform  (engleză)  // Science : jurnal. - 2006. - 14 iulie ( vol. 313 , nr. 5784 ). - P. 233-236 . - doi : 10.1126/science.1125878 . - . — PMID 16840703 . Arhivat din original pe 5 septembrie 2009.
  12. ↑ Bacterii capabile să producă aur pur Arhivat 7 septembrie 2018 la Wayback Machine .
  13. ↑ Bacteriile care transformă sărurile toxice de aur în aur pur Arhivat 9 ianuarie 2015 la Wayback Machine .

Link -uri