Плеоморфизм (микробиология) - Pleomorphism (microbiology)

Не путать с Плеоморфизм (цитология).

В микробиологии плеоморфизм (из Древнегреческий πλέω-, Pléō, "более и -μορφή, морфа, форма) - это способность некоторых микроорганизмов изменять свою морфологию, биологические функции или репродуктивные режимы в ответ на условия окружающей среды. Плеоморфизм наблюдался у некоторых представителей Deinococcaceae семейство бактерий.[1] Современное определение плеоморфизма в контексте бактериологии основано на вариация морфологии или функциональных методов отдельной клетки, а не наследственного изменять этих персонажей, как считалось ранее.[1]

Бактерии

В первые десятилетия 20 века термин «плеоморфизм» использовался для обозначения идеи, что бактерии резко изменить морфологию, биологические системы или репродуктивные методы в соответствии с сигналами окружающей среды. Это утверждение вызвало споры среди микробиологи времени, и разделил их на две школы: мономорфисты, которые выступали против этого утверждения, и плеоморфисты, такие как Антуан Бешан, Эрнст Альмквист, Гюнтер Эндерляйн, Альберт Кальметт,[2] Гастонс Нессенс, Роял Раймонд Райф, и Лида Маттман, поддержавшая эту позицию. Согласно статье журнала 1997 г. Милтон Уэйнрайт, британский микробиолог, плеоморфизм бактерий не получил широкого признания среди современных микробиологов того времени.[3]

Helicobacter pylori в форме изогнутого стержня

Мономорфная теория, поддерживаемая Луи Пастер, Рудольф Вирхов, Фердинанд Кон, и Роберт Кох, возникла, чтобы стать доминирующей парадигма В современной медицинской науке: сейчас почти повсеместно признано, что каждая бактериальная клетка происходит от ранее существовавшей клетки практически того же размера и формы. Однако недавно было показано, что некоторые бактерии способны резко менять форму.

Сергей Виноградский занял промежуточную позицию в споре о плеоморфизме. Он согласился с мономорфной школой мысли, но не согласился с некоторыми основополагающими микробиологическими убеждениями, которых придерживались выдающиеся мономорфисты Кон и Кох.[4] Виноградский опубликовал обзор литературы под названием «Доктрина плеоморфизма в бактериологии», в котором он попытался объяснить плеоморфные дебаты, выявив фундаментальные ошибки в аргументах каждой стороны.[5] Виноградский утверждал, что плеоморфисты Наегли и Цопф не могли понять существование бактериальных морфологических классов, и что Кон и Кох, в рамках своих собственных предположений, игнорируют виды морфологически изменчивых бактерий, которые не могут расти внутри аксенический культур.[5] Виноградский объяснил восприятие плеоморфных бактерий как бактерий, прогрессирующих через разные стадии в рамках цикла развития, тем самым обеспечивая фундаментальную структуру теории морфологии, основанной на концепции динамического отклонения от морфологического типа, или биотип.

Coxiella burnetii бактерии, проявляющие плеоморфизм

Хотя плеоморфные дебаты до некоторой степени все еще существуют в своей первоначальной форме, они преимущественно были изменены на обсуждение методов, эволюционного начала и практического применения плеоморфизма.[6] Многие современные ученые рассматривают плеоморфизм как реакцию бактерии на давление, оказываемое факторами окружающей среды, такими как бактерии, которые выделяют антигенный маркеры при наличии антибиотики, или как случай, когда бактерии последовательно развивают более сложные формы.[6] Гипотеза, именуемая «плеоморфной проволюцией», составляющая «амбиморфную парадигму» Стюарта Грейса, принимает во внимание обе эти теории.[6]

Несмотря на то, что недавно было показано, что некоторые бактерии способны кардинально изменить форму, pleomorphy остается спорным понятием. Хорошо принятый пример плеоморфизма: Helicobacter pylori, который существует как в форме спирали (классифицируется как изогнутый стержень), так и в форме коккоида.[7] Легионелла пневмофила, вид внутриклеточных бактерий-паразитов, ответственных за болезнь легионеров, было замечено, чтобы дифференцироваться в рамках разнородной сети.[8] Роды Коринебактерии[9] и Коккобациллы[10] были обозначены как плеоморфные роды, дифтероидные Бациллы были классифицированы как плеоморфные нозокомиальный бактерии.[11] Кроме того, в одном исследовании, посвященном агентам, вызывающим неинфекционное заболевание, было обнаружено, что плеоморфные бактерии существуют в крови здоровых людей.[12]

Одним из факторов, влияющих на плеоморфизм некоторых бактерий, является их питание. Например, бактерия Дейнококк радиодуранс было показано, что они проявляют плеоморфизм в связи с различиями в содержании питательных веществ в окружающей среде.[1]

Вирусы

В вирионы некоторых вирусов иногда проявляют плеоморфизм в том смысле, что их внешний вид может варьироваться. Однако это не настоящий плеоморфизм, поскольку отдельные вирионы не меняют форму, а сменяются вирионами другой формы. Одним из примеров является бактериальные вирусы из Plasmaviridae семья.[13] Группа галоархей Было показано, что вирусы также проявляют плеоморфизм.[14]

Рекомендации

  1. ^ а б c Джоши HM, Толети RS (2009). "Плеоморфизм, вызванный питанием, и способ размножения Дейнококк радиодуранс". BMC Research Notes. 2: 123. Дои:10.1186/1756-0500-2-123. ЧВК  2714317. PMID  19583846.
  2. ^ Фельдберг, Джорджина (1995). Болезнь и класс: туберкулез и формирование современного североамериканского общества. Издательство Университета Рутгерса. ISBN  978-0-8135-2218-0.
  3. ^ Уэйнрайт, М. (1997). «Экстремальный плеоморфизм и жизненный цикл бактерий: забытый спор». Перспективы биологии и медицины. 40 (3): 407–414. Дои:10.1353 / pbm.1997.0038.
  4. ^ Пенн, М., Дворкин, М. (июнь 1976 г.). Роберт Кох и два видения микробиологии. OCLC  679603238.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ а б ВИНОГРАДСКИЙ, С. (май 1937 г.). «Доктрина плеоморфизма в бактериологии». Почвоведение. 43 (5): 327–340. Bibcode:1937 г.Почва ... 43..327Вт. Дои:10.1097/00010694-193705000-00001. ISSN  0038-075X.
  6. ^ а б c Грейс, Стюарт (2001). "Теория плеоморфной проволюции: возвращаясь к ереси спонтанного зарождения" (PDF). Группа исследований естественной философии.
  7. ^ Андерсен, Лейф Персиваль; Расмуссен, Одинокий (июль 2009 г.). «Хеликобактер пилори-коккоидные формы и образование биопленок». FEMS Иммунология и медицинская микробиология. 56 (2): 112–115. Дои:10.1111 / j.1574-695x.2009.00556.x. ISSN  0928-8244. PMID  19453756.
  8. ^ Робертсон, Питер; Абдельхади, Хани; Gardu ± o, Рафаэль А. (2014-12-22). «Множество форм плеоморфного бактериального патогена - сеть развития Legionella pneumophila». Границы микробиологии. 5: 670. Дои:10.3389 / fmicb.2014.00670. ISSN  1664-302X. ЧВК  4273665. PMID  25566200.
  9. ^ Койл, М. Б.; Липский Б.А. (июль 1990 г.). «Коринеформные бактерии при инфекционных заболеваниях: клинико-лабораторные аспекты». Обзоры клинической микробиологии. 3 (3): 227–246. Дои:10.1128 / см. 3.3.227. ISSN  0893-8512. ЧВК  358157. PMID  2116939.
  10. ^ Розенталь, Кен С .; Тан, Майкл Дж. (2011), «Грамотрицательные кокки и коккобациллы», Быстрый обзор микробиологии и иммунологии, Elsevier, стр. 85–89, Дои:10.1016 / b978-0-323-06938-0.00012-8, ISBN  978-0-323-06938-0
  11. ^ Чандра, Решми (2016). «Дифтероиды - важные нозокомиальные патогены». Журнал клинико-диагностических исследований. 10 (12): DC28 – DC31. Дои:10.7860 / jcdr / 2016 / 19098.9043. ISSN  2249-782X. ЧВК  5296432. PMID  28208859.
  12. ^ Маклафлин, Ричард В. Вали, Ходжатолла Лау, Питер К. К. Палфри, Роджер Г. Э. Де Чиччо, Анжела Сируа, Марк Ахмад, Дарахшан Виллемур, Ричард Дерозье, Марсель Чан, Эдди С. Есть ли в крови здоровых людей естественные плеоморфные бактерии?. Американское общество микробиологии. OCLC  679258190.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ Настольная энциклопедия общей вирусологии. Бостон: Academic Press. 2009. с. 254. ISBN  978-0-12-375146-1.
  14. ^ Сенчило, Ана; Паулин, Ларс; Келлнер, Стефани; Хелм, Марк; Ройне, Элина (06.03.2012). «Родственные галоархейные плеоморфные вирусы содержат разные типы генома». Исследования нуклеиновых кислот. 40 (12): 5523–5534. Дои:10.1093 / нар / гкс215. ISSN  1362-4962. ЧВК  3384331. PMID  22396526.