Methanocaldococcus sp. FS406-22 - Methanocaldococcus sp. FS406-22

Метанокалдококк sp. FS406-22
Научная классификация
Домен:
Археи
Королевство:
Euryarchaeota
Тип:
Euryarchaeota
Учебный класс:
Метанококки
Заказ:
Methanococcales
Семья:
Methanocaldococcaceae
Род:
Метанокалдококк
Биномиальное имя
Метанокалдококк sp. FS406-22

Метанокалдококк зр. FS406-22 является археи в роду Метанокалдококк.[1] Это анаэробный, пьезофильный, диазотрофный, гипертермофильный морской Археон.[2] Этот штамм отличается фиксацией азота при самой высокой известной температуре азотфиксаторов, зарегистрированной на сегодняшний день.[3] В 16S рРНК ген Methanocaldococcus sp. FS406-22, практически на 100% аналогичен таковому у Methanocaldococcus jannaschii, неазотный фиксатор.[1]

Открытие и изоляция

Methanocaldococcus sp. FS406-22 был изолирован из глубоководных гидротермальный выходящий флюид. [4] Гидротермальные источники расположены на дне океана, где движутся плиты тектонически отдельно, например, места вулканов и срединные хребты океана.[4] Эти срединно-океанические хребты обеспечивают большой запас пищи для водных морских животных..[4] Конкретный выход, из которого был выделен штамм FS406-22, расположен на Хуан де Фука Ридж в Тихий океан возле вулканическая активность.[1] Маусми П. Мехта и Джон А. Баросс изолировали штамм FS406-22 в сентябре 2004 г. во время круиза обсерватории New Millennium.[3] В Судно Томаса Г. Томпсона сделали этот круиз возможным и отправились в Осевой вулкан.[3] Дистанционно управляемый автомобиль (ROPOS ) отбирал пробы вентиляционной жидкости из маркера 113 с помощью гидротермального флюида и пробоотборника частиц (HFPS).[3] Маркер 113 - это выходное отверстие, расположенное на глубине 1525 метров в юго-восточном углу кальдера.[3] Этот выход был активен до последнего извержения Осевой вулкан в январе 1998 г.[3]

Характеристики

Экология

Methanocaldococcus sp. FS406-22 - глубоководный морской архей.[5] Это гипертермофильный метаноген который фиксирует азот.[2] Штамм FS405-22 растет при оптимальной температуре 92 ° C, что позволяет ему процветать вблизи вулканов.[3] Штамм FS406-22 предпочитает специфически обитать гидротермальные источники на морском дне.[6] Наконец, этот морской архей не споровый.[6]

Морфология

Этот конкретный штамм Methanocaldococcus кокки в форме.[6] FS406-22 грамм-отрицательный и не патогенный людям.[6] Штамм FS406-22 - это свободноживущий морской архей, подвижный через жгутики.[3]

Физиология и метаболизм

Methanocaldococcus sp. FS406-22 - это анаэробный морской архей, способный фиксировать азот на очень большой глубине.[2] Быть гипертермофильный экстремофил, он обитает в очень жаркой среде, например, в гидротермальных источниках, температура которых может колебаться от 75 ° C до 110 ° C.[7] Штамм FS406-22 также является пьезофильный, диазотрофный, литотроф.[6][8] Имеет анаэробный метаболизм, азотфиксирующий метаболизм, и является метаногенный.[1] В акцепторы электронов состоит из углекислый газ, уксусная кислота, и нитрат.[1] В доноры электронов находятся глутамин и карбоксильные группы.[1]

Геном

Его размер генома составляет 1,77 миллиона пар оснований и содержит 1893 человека. гены, кодирующие белок.[5] В дополнение к этим генам, кодирующим белок, Methanocaldococcus sp. FS406-22 имеет 36 псевдогены и всего 23 CRISPR места.[6] Этот штамм имеет наибольшее количество локусов CRISPR из всех секвенированных на сегодняшний день изолятов.[2] Он также имеет GC-контент 32,04%.[5]

Филогения

В 16S рРНК ген Methanocaldococcus sp. FS406-22, практически на 100% похож на Methanocaldococcus jannascпривет DSM 2661.[3] Единственная разница в том, что Methanocaldococcus sp. FS406-22 - это гипертермофильный фиксация азота археи и Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661 не может фиксировать азот.[3] Прочие связанные разновидность и напряжения из Метанокалдококк которые находятся в одном Ордене, включают: Methanococcus aeolicus, Methanocaldococcus fervens, Methanotorris igneus, Methanocaldococcus infernus, Methanocaldococcus jannaschii, Метанококк марипалудис, Methanothermococcus okinawensis, Methanococcus vannielii, Methanococcus voltae, и Methanocaldococcus vulcanius.[6]

Значимость

Methanocaldococcus sp. FS406-22 имеет важное значение из-за его способности связывать азот и уменьшать это из N2 к NH3 при оптимальной температуре 92 ° C.[3] Это чрезвычайно важное открытие для научного сообщества, поскольку это оптимальное снижение содержания азота при 92 ° C в целом на 28 ° C выше, чем ранее зарегистрированное снижение содержания азота в метаногене. Methanothermococcus thermolithotrophicus. До открытия Methanocaldococcus sp. ФС406-22, Methanothermococcus thermolithotrophicus был самый теплолюбивый микроорганизм, фиксируя азот при 64 ° C.[3] Это конкретное открытие может раскрыть гораздо более широкий спектр условий для жизни не только в биосфере морского дна, но и в других экосистемы которые дефицит азота. При дальнейшем изучении этого метаногена было обнаружено, что 16S рРНК ген Methanocaldococcus sp. FS406-22, на 99% похож на Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661.[3] Это нечетный 1% расхождение между FS406-22 и М. jannaschii происходит из-за предыдущего разделения наследственных генов. Выявление гипертермофильных, диазотрофных архей (штамм FS406-22) может быть связано с эволюционный история азотистый.[3] В филогенетический анализ азотистого и хлорофиллового железа белки предполагает, что предковый белок железа дублированный и расходился в nifH и anfH гены.[3] Предполагается, что это расхождение генов произошло до разделения Домены бактерии и метаногенные археи.[3] Штамм FS406-22 содержит функциональный nifH ген, который способен кодировать динитрогеназа редуктаза в то время как М. jannaschii не обладает этим геном, что объясняет расхождение в 1% между двумя видами.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Круз, Дж; Лю, Y; Лян, Y; и другие. (Январь 2012 г.). «BacMap: современный электронный атлас аннотированных геномов бактерий». Нуклеиновые кислоты Res. 40: D599–604. Дои:10.1093 / nar / gkr1105. ЧВК  3245156. PMID  22135301.
  2. ^ а б c d Андерсон, Рика Э .; Brazelton, Уильям Дж .; Баррос, Джон А. (март 2011 г.). «Использование CRISPR в качестве метагеномного инструмента для идентификации микробных хозяев диффузного потока гидротермального сообщества вирусов». FEMS Microbiology Ecology. 77 (1): 120–133. Дои:10.1111 / j.1574-6941.2011.01090.x. PMID  21410492.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Mehta, Mausmi P .; Баросс, Джон А. (2006). «Фиксация азота при 92 ° C с помощью гидротермального источника Archaeon». Наука. 314 (5806): 1783–1786. Bibcode:2006Научный ... 314.1783M. Дои:10.1126 / science.1134772. PMID  17170307.
  4. ^ а б c Саката, Ри; Кабутомори, Ре; Окано, Кейко; Мицуи, Хиромаса; Такемура, Акихиро; Мива, Тэцуя; Ямамото, Хироюки; Окано, Тосиюки (2015-08-14). «Родопсин в горячем темном море: молекулярный анализ родопсина в улитке Careproctus rhodomelas, обитающем вблизи глубоководного гидротермального источника». PLOS One. 10 (8): e0135888. Bibcode:2015PLoSO..1035888S. Дои:10.1371 / journal.pone.0135888. ISSN  1932-6203. ЧВК  4537116. PMID  26275172.
  5. ^ а б c Каспи, Рон; Альтман, Томер; Дреер, Кейт; Фулчер, Кэрол А .; Субхравети, Паллави; Кеселер, Ингрид М .; Котари, Анамика; Крамменакер, Маркус; Латендресс, Марио (01.01.2012). «База данных метаболических путей и ферментов MetaCyc и коллекция баз данных путей / генома BioCyc». Исследования нуклеиновых кислот. 40 (D1): D742 – D753. Дои:10.1093 / nar / gkr1014. ISSN  0305-1048. ЧВК  3245006. PMID  22102576.
  6. ^ а б c d е ж грамм Нордберг, Хенрик; Кантор, Майкл; Душейко, Серж; Хуа, Сьюзен; Поляков, Александр; Шабалов Игорь; Смирнова, Татьяна; Григорьев, Игорь В .; Дубчак, Инна (01.01.2014). «Портал генома Объединенного института генома Министерства энергетики: обновления 2014 г.». Исследования нуклеиновых кислот. 42 (D1): D26 – D31. Дои:10.1093 / nar / gkt1069. ISSN  0305-1048. ЧВК  3965075. PMID  24225321.
  7. ^ «Полная последовательность хромосомы Methanocaldococcus sp. FS406-22». Лукас С., Коупленд А., Лапидус А., Ченг Дж.-Ф., Брюс Д., Гудвин Л., Питлак С., Тешима Х., Деттер Дж. К., Хан К., Тапиа Р., Лаример Ф., Лэнд М., Хаузер Л., Кирпидес Н., Михайлова Н., Сиеправска-Лупа М., Ли Дж., Уитмен В.Б., Войк Т. Представлены (февраль 2010 г.) в EMBL / GenBank / DDBJ базы данных
  8. ^ Аллен, Э., Бартлетт DH. 2004. Пьезофилы: адаптация микробов к глубоководной среде. Экстремофилы. 3 (Гердей К., Глансдорф Н., ред.): 231–255., Оксфорд: Eolss Publishers Co Ltd.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка