Termic

Termic

Reprezentare schematică a unei bacterii din genul Thermotoga
clasificare stiintifica
Domeniu:bacteriiTip de:Thermotogae ( Thermotogae Reysenbach 2001 )Clasă:TermotogiOrdin:Thermotogales Reysenbach 2002Familie:Termic
Denumire științifică internațională
Thermotogaceae Reysenbach 2002

Thermotogae [1] ( lat.  Thermotogaceae ) este o familie de bacterii din tipul și clasa termotogelor [2] [3] [4] ( Thermotogae ). Microorganisme anaerobe gram-negative , mai ales termofile și hipertermofile [5] . Denumirea genului tip Thermotoga , din care derivă denumirile taxonilor superiori, reflectă existența acestuia la temperaturi ridicate, cuplată cu o structură caracteristică de tip carcasă numită „toga” care înconjoară celulele acestor specii [6] .

Deși speciile Thermotogaceae colorează negativ pentru Gram, acestea sunt înconjurate de o singură membrană lipidică, fiind astfel bacterii monodermice [7] [8] . Relativ recent, au fost descoperiți reprezentanți ai Thermotogaceae care există la temperaturi mezofile [9] .

Taxonomie

Familia termotogale este singurul reprezentant al ordinului Thermotogales . Din iulie 2019, familia include 3-4 genuri [10] :

Potrivit NCBI , familia include 4 genuri, dar 3 dintre ele sunt altele [11] :

Într-un arbore filogenetic ARNr 16S , s-a descoperit că Thermotogae se ramifică împreună cu Aquificae (un alt filum compus din organisme hipertermofile) în vecinătatea punctului de ramificare al bacteriilor și arheilor [5] [6] . Cu toate acestea, relațiile profunde dintre Thermotogae și Aquificae , precum și o ramificație timpurie a acestora din urmă, nu sunt susținute de studii filogenetice bazate pe comparații de secvențe ale altor gene și proteine ​​[12] [13] [14] [15] , precum și indel-uri conservatoare specifice taxonului (inserții și deleții) în mai multe proteine ​​ubicue foarte conservate [16] . Thermotoga e a atras, de asemenea, atenția oamenilor de știință din cauza rapoartelor despre transferul orizontal de gene probabil foarte semnificativ între aceste bacterii și arhee [17] [18] . Cu toate acestea, studii recente bazate pe metode mai robuste indică faptul că transferul orizontal de gene între Thermotogae și alte grupuri, inclusiv Archaea , nu este atât de comun pe cât sugerau studiile anterioare [19] [20] [21] [22] .

Caracteristici genetice moleculare caracteristice

Până de curând, nu se cunoșteau markeri genetici biochimici sau moleculari care să distingă speciile de tip Thermotogae de toate celelalte bacterii [5] . Cu toate acestea, o analiză genomică comparativă recentă a evidențiat un număr mare de indels de semnătură conservat (CSI) în proteine ​​importante specifice fie întregului filum Thermotogae , fie unora dintre subgrupurile sale [21] .

Optsprezece dintre acești indels conservați în proteine ​​vitale, cum ar fi Pol1, RecA, TrpRS și proteinele ribozomale L4, L7/L12, S8, S9 etc., sunt unice și prezente în toate speciile Thermotogaceae al căror genom a fost secvențiat . În plus, aceste studii au identificat, de asemenea, 14 indels conservați specifici cladei , inclusiv genurile Fervidobacterium și Thermosipho , 12 indels conservați specifici genului Thermotoga (cu excepția Thermotoga lettingae ) și 8 indels conservați care pot servi ca markeri moleculari pentru speciile din genul. Thermosipho [21] .

De asemenea, existența unei clade separate, formată din speciile Petrotoga mobilis , Kosmotoga olearia și bacteria Thermotogales mesG1, care se ramifică timpuriu din tulpina principală a arborelui filogenetic , este justificată de prezența a 7 indeluri conservatoare comune acestor specii . 21] . În plus, autorii raportează că unele CSI-uri susțin date despre transferul orizontal al genelor între Thermotogae și alte grupuri de procariote [21] .

Filogenie

Taxonomia actuală se bazează pe Lista numelor procariote cu statut în nomenclatură (LPSN) [10] [23] și filogenia este în concordanță cu eliberarea bazată pe secvența 16S rARN a Proiectului Arborele Viu pentru All-Species 111 [24] .

Note:
♠ Tulpina găsită în Centrul Național pentru Informații Biotehnologice NCBI, dar nu este listată în Lista denumirilor procariote cu statut în nomenclatură (LPSN)
♥ Tulpina nu este listată în Centrul Național pentru Informații Biotehnologice NCBI, dar listată în Lista numelor procariote cu statut în nomenclatură ( LPSN)

Aplicație

Datorită capacității lor de a se dezvolta la temperaturi ridicate, unele specii de Thermotogaceae sunt considerate candidați atractivi pentru utilizare în procese industriale [25] . Capacitatea Thermotogaceae de a utiliza diferite hidrocarburi complexe în procesul de metabolism , în timp ce eliberează hidrogen gazos, duce la faptul că aceste specii sunt menționate ca o posibilă sursă biotehnologică de energie alternativă la combustibilii fosili [26] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Shatalkin A.I. Despre cartea „Installation of the Tree of Life” // Journal of General Biology. - 2006. - T. 67 , nr 3 . - S. 227-236 .
  2. ↑ Trotsenko Yu. A., Doronina N. V., Li Ts. D., Reshetnikov A. S. Metilobacterii aerobe moderat haloalkalifile // Microbiologie. - 2007. - T. 76 , nr 3 . - S. 293-305 .
  3. ↑ Shatalkin A.I. Cel mai înalt nivel de diviziune al clasificării organismelor. 3. Organisme cu un singur film (Monodermata) și cu dublu film (Didermata) // Journal of General Biology. - 2004. - T. 65 , nr 3 . - S. 195-210 .
  4. ↑ Zavarzin G. A. Proteobacteria: un principiu ecologic în sistematica procariotelor  // Nature . - Stiinta , 1990. - Nr 5 . - S. 11 .
  5. ↑ 1 2 3 Huber R. și Hannig M. (2006) Thermotogales. Procariote 7 : 899-922.
  6. ↑ 1 2 Reysenbach A.-L. (2001). Philum BII. Thermotogae phy. nov. În: Manualul lui Bergey de bacteriologie sistematică, pp. 369-387. Eds DR Boone, RW Castenholz. Springer-Verlag: Berlin.
  7. ↑ Gupta RS Protein phylogenies and signature sequences: O reevaluare a relațiilor evolutive dintre arhebacterii, eubacterii și eucariote  //  Microbiol Mol Biol Rev: journal. - 1998. - Vol. 62 . - P. 1435-1491 . — PMID 9841678 .
  8. ↑ Gupta RS Originea bacteriilor diderme (Gram-negative): presiunea de selecție a antibioticelor, mai degrabă decât endosimbioza, a condus probabil la evoluția celulelor bacteriene cu două membrane  //  Antonie van Leeuwenhoek : jurnal. - 2011. - Vol. 100 . - P. 171-182 . - doi : 10.1007/s10482-011-9616-8 . — PMID 21717204 .
  9. ↑ Nesbo CL, Kumaraswamy R., Dlutek M., Doolittle WF și Foght J. Căutarea bacteriilor mezofile Thermotogales: „mesotogas” în sălbăticie  //  Appl Environ Microbiol : jurnal. - 2010. - Vol. 76 . - P. 4896-4900 . - doi : 10.1128/AEM.02846-09 . — PMID 20495053 .
  10. ↑ 1 2 Clasificarea domeniilor și phyla - Clasificarea ierarhică a procariotelor (bacterii) : Versiunea 2.2  : [ ing. ]  // LPSN. - 2019. - 22 iunie.
  11. ↑ NCBI: Thermotogaceae . Preluat la 3 octombrie 2017. Arhivat din original la 2 mai 2022.
  12. ↑ Klenk HP, Meier TD, Durovic P., et al. ARN polimeraza de Aquifex pyrophilus : Implicații pentru evoluția operonului bacterian rpoBC și a bacteriilor extrem de termofile  (engleză)  // J Mol Evol : jurnal. - 1999. - Vol. 48 . - P. 528-541 . — PMID 10198119 .
  13. ↑ Gupta RS Filogenia Proteobacteria: relații cu alte phyla eubacteriene și eucariote  //  FEMS Microbiol Rev: jurnal. - 2000. - Vol. 24 . - P. 367-402 . — PMID 10978543 .
  14. ↑ Ciccarelli FD, Doerks T., von Mering C., Creevey CJ, Snel B. și Bork P. Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life  //  Science : journal. - 2006. - Vol. 311 . - P. 1283-1287 . - doi : 10.1126/science.1123061 . — PMID 16513982 .
  15. ↑ Di Giulio M. Strămoșul universal a fost un termofil sau un hipertermofil: Teste și evidențe suplimentare  //  J Theor Biol : journal. - 2003. - Vol. 221 . - P. 425-436 . — PMID 12642117 .
  16. ↑ Secvențele de semnătură Griffiths E. și Gupta RS în diverse proteine ​​oferă dovezi pentru divergența târzie a ordinului Aquificales. (engleză)  // International Microbiol : jurnal. - 2004. - Vol. 7 . - P. 41-52 . — PMID 15179606 .
  17. ↑ Nelson K.E., Clayton R., Gill S. și colab. Dovezi pentru transferul lateral de gene între Archaea și Bacterie din secvența genomului Thermotoga maritima  (engleză)  // Nature : journal. - 1999. - Vol. 399 , nr. 6734 . - P. 323-329 . - doi : 10.1038/20601 . — PMID 10360571 .
  18. ^ Nesbo CL, L' Haridon S., Stetter KO și Doolittle WF Analizele filogenetice ale două gene „Archaeal” în Thermotoga maritima relevă transferuri multiple între Archaea și Bacterie  //  Mol Biol Evol : jurnal. - 2001. - Vol. 18 . - P. 362-375 . — PMID 11230537 .
  19. ↑ Ochman H., Lawrence JG și Groisman EA Transferul lateral de gene și natura inovației bacteriene  //  Nature : journal. - 2000. - Vol. 405 . - P. 299-304 . — PMID 10830951 .
  20. ↑ Zhaxybayeva O., Swithers KS, Lapierre P., et al. Despre natura himerică, originea termofilă și plasarea filogenetică a Thermotogales  (engleză)  // Proc Natl Acad Sci USA : jurnal. - 2009. - Vol. 106 . - P. 5865-5870 . - doi : 10.1073/pnas.0901260106 . — PMID 19307556 .
  21. ↑ 1 2 3 4 5 Gupta RS și Bhandari V. Filogenie și semnături moleculare pentru phylum Thermotogae și subgrupurile sale  //  Antonie Van Leeuwenhoek : journal. - 2011. - Vol. 100 . - P. 1-34 . - doi : 10.1007/s10482-011-9576-z . — PMID 21503713 .
  22. ↑ Kunisawa T. Inferența poziției filogenetice a filumului Deferibacteres din comparația ordinelor genelor  //  Antonie van Leeuwenhoek : journal. - 2011. - Vol. 99 . - P. 417-422 . - doi : 10.1007/s10482-010-9492-7 . — PMID 20706870 .
  23. ↑ Sayers și colab. Termotoge . Baza de date taxonomie a Centrului Național de Informații Biotehnologice (NCBI) [1] . Preluat la 20 martie 2013. Arhivat din original la 20 noiembrie 2017.
  24. ↑ Proiectul arborelui viu pentru toate speciile . Eliberarea 111 de LTP pe bază de ARNr 16S (arborele complet) . Silva Comprehensive Ribozomal ARN Database [2] . Preluat la 20 martie 2013. Arhivat din original la 23 septembrie 2015.
  25. ↑ Eriksen NT, Riis ML, Holm NK și Iversen N. Sinteza H(2) din pentoze și biomasă în Thermotoga spp. (engleză)  // Biotechnol Lett. : jurnal. - 2010. - Vol. 33 , nr. 2 . - P. 293-300 . - doi : 10.1007/s10529-010-0439-x . — PMID 20960218 .
  26. ↑ Conners SB, Mongodin EF, Johnson MR, Montero CI, Nelson KE și Kelly RM Biochimia microbiană, fiziologia și biotehnologia speciilor  hipertermofile Thermotoga //  FEMS Microbiol Rev: jurnal. - 2006. - Vol. 30 . - P. 872-905 . — PMID 17064285 .