Bacteroidetes - Bacteroidetes
Bacteroidetes | |
---|---|
![]() | |
Bacteroides biacutis | |
Vědecká klasifikace ![]() | |
Doména: | Bakterie |
(bez hodnocení): | Skupina FCB |
(bez hodnocení): | Skupina Bacteroidetes-Chlorobi |
Kmen: | Bacteroidetes Krieg et al. 2012 |
Třídy | |
Synonyma | |
|
The kmen Bacteroidetes se skládá ze tří velkých tříd Gramnegativní, nesporformující, anaerobní nebo aerobní a ve tvaru tyče bakterie které jsou široce distribuovány v životním prostředí, včetně půdy, sedimentů a mořské vody, stejně jako ve vnitřnostech a na kůži zvířat.
Ačkoli někteří Bacteroides spp. může být oportunní patogeny, mnoho Bacteroidetes jsou symbiotické druhy vysoce přizpůsobené gastrointestinálnímu traktu. Bacteroides jsou ve střevech velmi hojné a dosahují až 1011 buňky g−1 střevního materiálu. Provádějí metabolické konverze, které jsou pro hostitele nezbytné, jako je degradace proteinů nebo komplexních polymerů cukru. Bacteroidetes kolonizovat gastrointestinální trakt již u kojenců jako nestravitelné oligosacharidy v mateřském mléce podporují růst obou Bacteroides a Bifidobacterium spp. Bacteroides spp., je selektivně rozpoznán imunitní systém hostitele prostřednictvím konkrétních interakcí.[1]
Dějiny
Bacteroides fragilis byl první Bacteroides druh izolovaný v roce 1898 jako lidský patogen spojený s apendicitida mimo jiné klinické případy.[1] Zdaleka ti v Bakteroidie třída jsou nejvíce studované, včetně rodu Bacteroides (hojný organismus v výkaly teplokrevných zvířat včetně lidí) a Porfyromonas, skupina organismů obývajících člověka ústní dutina. Třídě Bacteroidia se dříve říkalo Bacteroidetes; protože to byla donedávna jediná třída v kmeni, název byl změněn ve čtvrtém svazku Bergey Manuál systematické bakteriologie.[2]
Po dlouhou dobu se předpokládalo, že většina gramnegativních bakterií gastrointestinálního traktu patří do rodu Bacteroides, ale v posledních letech mnoho Bacteroides spp. podstoupil reklasifikaci. Na základě současné klasifikace, většina z gastrointestinálního traktu Bacteroidetes spp. patří Bacteroidaceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, a Porphyromonadaceae rodiny. [1]Tento kmen je někdy seskupen s Chlorobi, Fibrobakterie, Gemmatimonadáty, Caldithrix, a mořská skupina A tvořit Skupina FCB nebo superkmen.[3] V alternativním klasifikačním systému navrženém Cavalier-Smith, tento taxon je místo toho třídou v Sfingobakterie kmen.
Lékařská a ekologická role
V zažívacím traktu mikrobiota Bacteroidetes mají velmi široký metabolický potenciál a jsou považovány za jednu z nejstabilnějších částí gastrointestinální mikroflóry. Snížená hojnost Bacteroidetes v některých případech je spojen s obezita. Zdá se, že tato bakteriální skupina je obohacena u pacientů trpících syndrom dráždivého tračníku[4] a podílí se na typ 1 a cukrovka typu 2.[1] Bacteroides spp. na rozdíl od Prevotella spp. Nedávno bylo zjištěno, že jsou obohaceny o metagenomy subjektů s nízkým genovým bohatstvím, které byly spojeny s adipozitou, inzulínovou rezistencí a dyslipidemií, stejně jako se zánětlivým fenotypem. Bacteroidetes druhy, které patří do tříd Flavobacteriales a Sphingobacteriales jsou typické půdní bakterie a lze je jen příležitostně detekovat v gastrointestinálním traktu, kromě Capnocytophaga spp. a Sfingobakterium spp. které lze detekovat v lidské ústní dutině.[1]
Bacteroidetes se neomezuje pouze na střevní mikroflóru, kolonizuje různá stanoviště na Zemi.[5] Například, Bacteroidetes, dohromady s Proteobakterie, Firmicutes a Aktinobakterie, patří také k nejhojnějším bakteriálním skupinám v rhizosféra.[6] Byly detekovány ve vzorcích půdy z různých míst, včetně obdělávaných polí, skleníkových půd a nevyužitých oblastí.[5] Bacteroidetes také obývají sladkovodní jezera, řeky a oceány. Stále častěji jsou považovány za důležitý oddíl bakterioplankton v mořském prostředí, zejména v pelagické oceány.[5] Halofilní Bacteroidetes rod Salinibacter obývají hypersalinní prostředí, jako jsou solné roztoky nasycené solemi v hypersalinních jezerech. Salinibacter sdílí mnoho vlastností s halofilním Archaea jako Halobacterium a Haloquadratum které obývají stejná prostředí. Fenotypicky, Salinibacter je nápadně podobný Halobacterium a proto po dlouhou dobu zůstal neidentifikovaný.[7]
Metabolismus
Gastrointestinální Bacteroidetes druhy produkují kyselina jantarová, octová kyselina, a v některých případech kyselina propionová, jako hlavní konečné produkty. Druhy patřící k rodům Alistipes, Bacteroides, Parabacteroides, Prevotella, Paraprevotella, Alloprevotella, Barnesiella, a Tannerella jsou sacharolytické, zatímco druhy patřící do Odoribacter a Porfyromonas jsou převážně asacharolytické. Nějaký Bacteroides spp. a Prevotella spp. může degradovat komplexní rostlinné polysacharidy, jako je škrob, celulóza, xylany, a pektiny. The Bacteroidetes Druhy také hrají důležitou roli v metabolismu bílkovin proteolytickou aktivitou přiřazenou k proteázy spojené s buňkou. Nějaký Bacteroides spp. mít potenciál využít močovina jako zdroj dusíku. Další důležité funkce Bacteroides spp. zahrnovat dekonjugaci žlučové kyseliny a růst dál sliz.[1] Mnoho členů Bacteroidetes rody (Flexibacter, Cytophaga, Sporocytophaga a příbuzní) jsou zbarveny žlutooranžově až růžově červeně kvůli přítomnosti pigmentů flexirubin skupina. V některých Bacteroidetes kmeny, flexirubiny mohou být přítomny společně s karotenoid pigmenty. Karotenoidové pigmenty se obvykle nacházejí v mořských a halofilní členové skupiny, zatímco flexirubinové pigmenty jsou častější u klinických, sladkovodních nebo půdních kolonizujících zástupců.[8]
Genomika
Srovnávací genomová analýza vedla k identifikaci 27 proteinů, které jsou přítomny ve většině druhů kmenů Bacteroidetes. Z nich se jeden protein nachází ve všech sekvenovaných druzích Bacteroidetes, zatímco dva další proteiny se nacházejí ve všech sekvenovaných druzích, s výjimkou proteinů z rodu Bacteroides. Absence těchto dvou proteinů v tomto rodu je pravděpodobně způsobena selektivní ztrátou genu.[3] Kromě toho byly identifikovány čtyři proteiny, které jsou přítomny ve všech Bacteroidetes druhy kromě Cytophaga hutchinsonii; to je opět pravděpodobné kvůli selektivní ztrátě genu. Bylo identifikováno dalších osm proteinů, které jsou přítomny ve všech sekvenovaných genomech Bacteroidetes kromě Salinibacter ruber. Absence těchto proteinů může být způsobena selektivní ztrátou genu nebo proto S. ruber větve velmi hluboko, geny pro tyto proteiny se mohly vyvinout po divergenci S. ruber. A konzervovaný podpis indel byl také identifikován; tato delece tří aminokyselin v ClpB garde je přítomen ve všech druzích kmene Bacteroidetes kromě S. ruber. Toto odstranění se také nachází v jednom Chlorobi druh a jeden Archaeum druh, který je pravděpodobně způsoben horizontální přenos genů. Těchto 27 proteinů a delece tří aminokyselin slouží jako molekulární markery pro Bacteroidetes.[3]
Souvislost Bacteroidetes, Chlorobi a Fibrobacteres phyla
Druhy z Bacteroidetes a Chlorobi phyla se ve fylogenetických stromech velmi blízko větví, což naznačuje blízký vztah. Pomocí komparativní genomické analýzy byly identifikovány tři proteiny, které jsou jedinečně sdíleny prakticky všemi členy Bacteroidetes a Chlorobi phyla.[3] Sdílení těchto tří proteinů je významné, protože kromě nich nejsou žádné jiné skupiny bakterií sdíleny s žádnými proteiny ani z Bacteroidetes, ani z Chlorobi phyla. Bylo také identifikováno několik konzervovaných podpisových indelů, které jedinečně sdílejí členové kmene. Přítomnost těchto molekulárních podpisů podporuje jejich blízký vztah.[3][9] Navíc kmen Fibrobakterie je uvedeno, že je konkrétně příbuzný těmto dvěma kmenům. Klad skládající se z těchto tří kmenů je silně podporován fylogenetickými analýzami založenými na řadě různých proteinů[9] Tyto kmeny se také větví ve stejné poloze na základě konzervovaných signálních indelů v řadě důležitých proteinů.[10] A konečně a co je nejdůležitější, dva konzervované signální indely (v proteinu RpoC a v serin hydroxymethyltransferáza ) a byl identifikován jeden podpisový protein PG00081, který jedinečně sdílí všechny druhy z těchto tří kmenů. Všechny tyto výsledky poskytují přesvědčivé důkazy o tom, že druhy z těchto tří kmenů sdílely společného předka bez všech ostatních bakterií a bylo navrženo, aby byly všechny uznány jako součást jediného superfyla „FCB“.[3][9]
Fylogeneze
Fylogeneze je založena na 16S rRNA uvolňování LTP 123 by Projekt „All-Species Living Tree“.[11]
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Taxonomie
Aktuálně přijímaná taxonomie je založena na Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN)[12] a Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI).[13]
- Rod? “Bifissio " ♠ Xin & Zhou 2001
- Druh "Bifissio spartinae " ♠ Xin & Zhou 2001
- Rod? “Candidatus Kardinium " Zchori-Fein a kol. 2004
- Druh "Candidatus Cardinium hertigii " Zchori-Fein a kol. 2004
- Rod? “Candidatus Paenicardinium " Noel a Atibalentja 2006
- Druh "Candidatus Paenicardinium endonii " Noel a Atibalentja 2006
- Rod?Toxothrix ♪ Molisch 1925
- Druh Toxothrix trichogenes ♪ (Cholodny 1924) Beger 1953
- Rod? “Venteria " ♠ Bae 2005
- Druh "Venteria marina " ♠ Bae 2005
- Třída Rhodotermie Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Objednat Rhodothermales Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016 [Řád Bacteroidetes II. Incertae sedis]
- Rodina Rhodothermaceae Ludwig a kol. 2012
- Objednat Rhodothermales Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016 [Řád Bacteroidetes II. Incertae sedis]
- Třída Balneolia Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Objednat Balneolales Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina Balneolaceae Xia a kol. 2016 [Balneola skupina]
- Objednat Balneolales Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Třída Cytofágie Nakagawa 2012
- Objednat Cytophagales Leadbetter 1974
- Rodina ?"Candidatus Amoebophilaceae " Santos-Garcia a kol. 2014
- Rodina "Hymenobacteraceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina Cyclobacteriaceae Nedashkovskaya a Ludwig 2012 [vč. Litoribacter ruber & Rhodonellum psychrophilum ]
- Rodina Cytophagaceae Stanier 1940
- Rodina Flammeovirgaceae Yoon a kol. 2011 [Catalimonadaceae Choi a kol. 2013; Mooreiaceae Choi a kol. 2013]
- Rodina "Persicobacteraceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina "Thermonemataceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016 [Thermonema skupina; Řád Bacteroidetes III. Incertae sedis; vč. Flexibacter skupina druhů 2]
- Objednat Cytophagales Leadbetter 1974
- Třída Sfingobakterie Kämpfer 2012
- Objednat Sphingobacteriales Kämpfer 2012
- Rodina Filobacteriaceae Ike a kol. 2016
- Rodina Sphingobacteriaceae Steyn a kol. 1998 [vč. Flavobacterium mizutaii ]
- Objednat Sphingobacteriales Kämpfer 2012
- Třída "Chitinophagia " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Objednat "Chitinophagales " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina Chitinophagaceae Kämpfer a kol. 2011
- Rodina Saprospiraceae Krieg a kol. 2012
- Objednat "Chitinophagales " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Třída Flavobakterie Bernardet 2012
- Objednat Flavobacteriales Bernardet 2012
- Rod? “Candidatus Sulcia muelleri " Moran a kol. 2005
- Rod? “Candidatus Uzinura diaspidicola " Gruwell a kol. 2007
- Rodina ?Blattabacteriaceae Kambhampati 2012
- Rodina ?Ichthyobacteriaceae Takano a kol. 2015
- Rodina "Crocinitomicaceae " Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina Cryomorphaceae Bowman a kol. 2003 [Schleiferiaceae Albuquerque a kol. 2011]
- Rodina Flavobacteriaceae Reichenbach et al. 1992 emend. Bernardet a kol. 2002
- Objednat Flavobacteriales Bernardet 2012
- Třída Bakteroidie Krieg 2012
- Objednat Bacteroidales Krieg 2012
- Rod? “Candidatus Armantifilum " Desai a kol. 2010
- Rod? “Candidatus Azobacteroides " Hongoh a kol. 2008
- Rod? “Candidatus Symbiothrix " Hongoh a kol. 2007
- Rod?Alkaliflexus imshenetskii Zhilina et al. 2005
- Rodina ?Balneicellaceae Fadhlaoui a kol. 2016
- Rodina ?Lentimicrobiaceae Sun a kol. 2016
- Rodina Bacteroidaceae Příbram 1933 [vč. Prevotellaceae Krieg 2012]
- Rodina Marinifilaceae Iino a kol. 2014
- Rodina Marinilabiaceae Ludwig a kol. 2012
- Rodina Odoribacteraceae Munoz, Rossello-Mora & Amann 2016
- Rodina Porphyromonadaceae Krieg 2012 [vč. Acetobacteroides hydrogenigenes ]
- Rodina Prolixibacteraceae Huang a kol. 2014 [Draconibacteriaceae Du a kol. 2014; vč. Meniscus glaucopis ]
- Rodina Rikenellaceae Krieg a kol. 2012
- Objednat Bacteroidales Krieg 2012
Poznámky
♠ Kmeny nalezené na Národní centrum pro biotechnologické informace, ale nejsou uvedeny v LPSN
♪ Prokaryoty, kde není čistý (axenický ) kultury jsou izolované nebo dostupné, tj. nejsou kultivovány nebo nemohou být udržovány v kultuře po více než několik sériových pasáží
Reference
- ^ A b C d E F Rajilić-Stojanović, Mirjana; de Vos, Willem M. (2014). „Prvních 1000 kultivovaných druhů lidské gastrointestinální mikrobioty“. Recenze mikrobiologie FEMS. 38 (5): 996–1047. doi:10.1111/1574-6976.12075. ISSN 1574-6976. PMC 4262072. PMID 24861948.
- ^ Krieg, N.R .; Ludwig, W .; Whitman, W.B .; Hedlund, B.P .; Paster, B.J .; Staley, J.T .; Ward, N .; Brown, D .; Parte, A. (24. listopadu 2010) [1984 (Williams & Wilkins)]. George M. Garrity (ed.). Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes. Bergeyho příručka systematické bakteriologie. 4 (2. vyd.). New York: Springer. str. 908. ISBN 978-0-387-95042-6. Britská knihovna č. GBA561951.
- ^ A b C d E F Gupta, R. S .; Lorenzini, E. (2007). „Fylogeneze a molekulární podpisy (konzervované proteiny a indely), které jsou specifické pro druhy Bacteroidetes a Chlorobi“. BMC Evoluční biologie. 7: 71. doi:10.1186/1471-2148-7-71. PMC 1887533. PMID 17488508.
- ^ Pittayanon R. a kol., Gastroenterology, 2019, 157 (1): 97-108.
- ^ A b C Thomas, François; Hehemann, Jan-Hendrik; Rebuffet, Etienne; Czjzek, Mirjam; Michel, Gurvan (2011). „Environmentální a střevní Bacteroidetes: potravinové spojení“. Hranice v mikrobiologii. 2: 93. doi:10.3389 / fmicb.2011.00093. ISSN 1664-302X. PMC 3129010. PMID 21747801.
- ^ Mendes, Rodrigo; Garbeva, Paolina; Raaijmakers, Jos M. (2013). „Mikrobiom rhizosféry: význam rostlin prospěšných, rostlinných patogenních a lidských patogenních mikroorganismů“. Recenze mikrobiologie FEMS. 37 (5): 634–663. doi:10.1111/1574-6976.12028. ISSN 1574-6976. PMID 23790204.
- ^ Oren, Aharon (2013). „Salinibacter: extrémně halofilní bakterie s archaálními vlastnostmi“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 342 (1): 1–9. doi:10.1111/1574-6968.12094. PMID 23373661.
- ^ Jehlička, Jan; Osterrothová, Kateřina; Oren, Aharon; Edwards, Howell G. M. (2013). „Ramanova spektrometrická diskriminace flexirubinových pigmentů ze dvou rodů Bacteroidetes“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 348 (2): 97–102. doi:10.1111/1574-6968.12243. PMID 24033756.
- ^ A b C Gupta, R. S. (2004). "Fylogeneze a charakteristiky signálních sekvencí Fibrobacteres, Chlorobi a Bacteroidetes". Kritické recenze v mikrobiologii. 30 (2): 123–140. doi:10.1080/10408410490435133. PMID 15239383.
- ^ Griffiths, E; Gupta, RS (2001). „Použití signálních sekvencí v různých proteinech k určení relativního pořadí větvení bakteriálních dělení: důkazy, že se Fibrobacter rozcházely ve stejnou dobu jako Chlamydia a divize Cytophaga- Flavobacterium-Bacteroides.“. Mikrobiologie. 147 (Pt 9): 2611–22. doi:10.1099/00221287-147-9-2611. PMID 11535801.
- ^ Projekt „All-Species Living Tree“.„16S rRNA založené vydání LTP 123 (plný strom)“ (PDF). Silva komplexní databáze ribozomálních RNA. Citováno 2016-03-20.
- ^ J.P.Euzéby. "Bacteroidetes". Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN). Citováno 2016-03-20.
- ^ Sayers; et al. "Bacteroidetes". Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI) databáze taxonomie. Citováno 2016-03-20.
externí odkazy
- Fylogenomika a evoluční studie o druzích Bacteriodetes, Chlorobi a Fibrobacteres Bakteriální (prokaryotická) webová stránka fylogeneze