Порибактерии - Poribacteria

Порибактерии
Корреляционная световая и электронная микроскопия клеток Poribacteria внутри губки Aplysina aerophoba
Локализация порибактерий в губке Aplysina aerophoba
Научная классификация е
Домен:Бактерии
(без рейтинга):Типы кандидатов бактерий
Тип:Порибактерии

Порибактерии площадь кандидат филюм из бактерии первоначально обнаруженный[1] в микробиом морских губки (Porifera). Порибактерии Грамотрицательный в первую очередь аэробный миксотрофы со способностью окислительного фосфорилирования, гликолиз, и автотрофная углеродная фиксация через Лес - Путь Юнгдал.[2][3] Порибактериальная гетеротрофия характеризуется богатым набором гликозидгидролаз, деградацией уроновой кислоты, а также несколькими специфическими сульфатазами. Предполагается, что этот гетеротрофный репертуар порибактерий участвует в деграгации внеклеточного матрикса губки-хозяина.[3]

Геном

Одноклеточный геномика и метагеномное секвенирование дробовика подходы выявляют порибактериальный геном диапазон размеров от 4,2 до 6,5 мегабазы [2][3][4][5] кодирование 4254 белок -кодирующие гены, из которых необычно высокое 24% не имеют гомология чтобы знать гены. Среди генов идентифицируемой гомологии реконструированные пути предполагают, что центральный метаболизм порибактерий способен к гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, пентозофосфатные пути, окислительного фосфорилирования, то Entner-Doudoroff путь, и автотрофный фиксация углерода через Wood – Ljungdahl путь. Кроме того, Poribacteria, по-видимому, участвуют в ассимиляционной денитрификации и поглощении аммиака, что может иметь отношение к рециркуляции азота внутри холобионта губки. Сообщается также, что геном порибактерий содержит необычно большое количество систем защиты от фагов, включая CRISPR-CAS и системы модификации ограничений.[6]

Компартментализация клеток

Разделение клеток на отдельные мембраносвязанный органеллы - универсальное и определяющее свойство эукариот, но не наблюдались у прокариоты кроме Планктомицеты. Ранее считалось, что порибактерии отличаются от других микроорганизмов, связанных с морскими организмами. губки благодаря такой отличительной морфологии с большим мембранным клеточным компартментом, который, как предполагалось, содержал ДНК.[1] Отличительные порибактериальные компартменты были первоначально идентифицированы с использованием флуоресценция in situ гибридизация и электронная микроскопия.[1] Геномные данные свидетельствуют о наличии органелл, связанных с белками, но не органелл, связанных с мембраной.[6] В последнее время, корреляционная световая электронная микроскопия подтвердили два элемента субклеточной компартментации порибактерий:[7] Во-первых, Бактериальные микрокомпартменты, атипично локализованные на клеточной мембране. Во-вторых, сферические биполярные отсеки, которые, как считается, наиболее вероятно представляют собой богатые углеродом запасающие полимеры, такие как Полигидроксибутират.

Эукариотоподобные белки

Геномный анализ порибактерий выявил несколько семейств белков-повторов клеточной поверхности, которые напоминают те, что обнаруживаются у эукариот, и редко встречаются у прокариот. Примеры включают анкирин и богатый лейцином повтор домены,[2] а также тетратрикопептиды.[6] Необычный рецептор липопротеинов низкой плотности также обнаружены повторяющиеся белки с неизвестной функцией. Считается, что большинство из этих семейств белков участвует в поверхностных взаимодействиях с губкой-хозяином.[6] Кроме того, генетическая инфраструктура для стерол биосинтез наблюдается в геномах порибактерий, в остальном обнаруживается почти исключительно у эукариот и планктомицетов. Gemmata obscuriglobus.[2]

Экологическая ниша

Порибактерии симбионты морских губки, среди наиболее распространенных микроорганизмов в очень разнообразном микробиоме губки мезохил.[2] Они были обнаружены у большого количества видов губок из разных географических регионов.[8] Состав микроорганизмов в микробиоме губок может передаваться по вертикали, при этом взрослые губки передают свои особые микробные сообщества потомству.[9]

Рекомендации

  1. ^ а б c Физелер, L; Рог, М; Вагнер, М; Hentschel, U (июнь 2004 г.). «Открытие нового кандидата филума« Poribacteria »у морских губок». Прикладная и экологическая микробиология. 70 (6): 3724–32. Дои:10.1128 / aem.70.6.3724-3732.2004. ЧВК  427773. PMID  15184179.
  2. ^ а б c d е Зигл, А; Камке, Дж; Хохмут, Т; Пиль, Дж; Рихтер, М; Liang, C; Дандекар, Т; Hentschel, U (январь 2011 г.). «Одноклеточная геномика раскрывает образ жизни Poribacteria, кандидата в филум, симбиотически связанного с морскими губками». Журнал ISME. 5 (1): 61–70. Дои:10.1038 / ismej.2010.95. ЧВК  3105677. PMID  20613790.
  3. ^ а б c Камке, Жанин; Щирба, Александр; Иванова Наталья; Швентек, Патрик; Ринке, Кристиан; Мавроматис, Костас; Войке, Таня; Хентшель, Юте (декабрь 2013 г.). «Одноклеточная геномика выявляет сложные паттерны деградации углеводов у порибактериальных симбионтов морских губок». Журнал ISME. 7 (12): 2287–2300. Дои:10.1038 / ismej.2013.111. ISSN  1751-7362. ЧВК  3834845. PMID  23842652.
  4. ^ Поделл, Шейла; Blanton, Jessica M .; Neu, Александр; Агарвал, Винаяк; Биггс, Джейсон С .; Мур, Брэдли С .; Аллен, Эрик Э. (февраль 2019 г.). «Пангеномное сравнение глобально распространенных Poribacteria, связанных с губками-хозяевами и морскими частицами». Журнал ISME. 13 (2): 468–481. Дои:10.1038 / s41396-018-0292-9. ISSN  1751-7370. ЧВК  6331548. PMID  30291328.
  5. ^ Slaby, Beate M .; Хакл, Томас; Хорн, Ханнес; Байер, Кристина; Хентшель, Юте (ноябрь 2017 г.). «Метагеномное объединение микробиома морской губки показывает единство защиты, но метаболическую специализацию». Журнал ISME. 11 (11): 2465–2478. Дои:10.1038 / ismej.2017.101. ISSN  1751-7370. ЧВК  5649159. PMID  28696422.
  6. ^ а б c d Камке, Дж; Ринке, С; Schwientek, P; Мавроматис, К; Иванова, Н; Sczyrba, A; Woyke, T; Хентшель, У (2014). «Кандидат в филум Poribacteria по одноклеточной геномике: новое понимание филогении, компартментации клеток, эукариотоподобных повторяющихся белков и других геномных особенностей». PLOS ONE. 9 (1): e87353. Bibcode:2014PLoSO ... 987353K. Дои:10.1371 / journal.pone.0087353. ЧВК  3909097. PMID  24498082.
  7. ^ Jahn, Martin T .; Маркерт, Себастьян М .; Рю, Тэу; Раваси, Тимоти; Стиглохер, Кристиан; Hentschel, Ute; Моитиньо-Силва, Лукас (декабрь 2016 г.). «Выявление компартментации клеток в кандидатном филуме Poribacteria с помощью визуализации высокого разрешения и транскрипционного профилирования». Научные отчеты. 6 (1): 35860. Дои:10.1038 / srep35860. ISSN  2045-2322. ЧВК  5087111. PMID  27796326.
  8. ^ Lafi, FF; Fuerst, JA; Физелер, L; Энгельс, К; Го, WW; Hentschel, U (сентябрь 2009 г.). «Широкое распространение порибактерий в демоспонгии». Прикладная и экологическая микробиология. 75 (17): 5695–9. Дои:10.1128 / aem.00035-09. ЧВК  2737902. PMID  19561181.
  9. ^ Шмитт, S; Angermeier, H; Schiller, R; Линдквист, N; Hentschel, U (декабрь 2008 г.). «Исследование молекулярного микробного разнообразия стадий размножения губок и понимание механизмов вертикальной передачи микробных симбионтов». Прикладная и экологическая микробиология. 74 (24): 7694–708. Дои:10.1128 / aem.00878-08. ЧВК  2607154. PMID  18820053.