Leptospira - Leptospira
Leptospira | |
---|---|
![]() | |
Skenovací elektronový mikrofotografie Leptospira interrogans. | |
Vědecká klasifikace | |
Doména: | |
Kmen: | |
Třída: | |
Objednat: | |
Rodina: | |
Rod: | Leptospira Noguchi 1917 vychází. Faine & Stallman 1982 non Swainson 1840 non Kytice, Johnson & Staton 1964 |
Druh | |
Synonyma | |
|
Leptospira (Starořečtina: leptos„jemné, tenké“ a latinka: spira, 'cívka')[1] je rod spirochaete bakterie, včetně malého počtu patogenní a saprofytický druh.[2] Leptospira byl poprvé pozorován v roce 1907 v ledviny tkáňové plátky a leptospiróza oběť, která byla popsána jako oběťžlutá zimnice."[3]
Taxonomie
Leptospira, spolu s rody Leptonema a Turneria, je členem rodiny Leptospiraceae. Rod Leptospira je rozdělen do 20 druhů na základě studií hybridizace DNA.[4][5]
Patogenní Leptospira
- Leptospira alstoni Smythe a kol. 2013 ["Leptospira alstoni" Haake a kol. 1993]
- Leptospira interrogans (Stimson 1907) Wenyon 1926 emend. Faine a Stallman 1982 ["Spirochaeta interrogans" Stimson 1907; "Spirochaeta nodosa" Hubener & Reiter 1916; "Spirochaeta icterohaemorrhagiae" Inada a kol. 1916; "Spirochaeta icterogenes" Uhlenhuth & Fromme 1916; "Leptospira icteroides" Noguchi 1919]
- Leptospira kirschneri Ramadass a kol. 1992
- Leptospira noguchii Yasuda a kol. 1987
- Leptospira alexanderi Brenner a kol. 1999
- Leptospira weilii Yasuda a kol. 1987
- Leptospira borgpetersenii Yasuda a kol. 1987
- Leptospira santarosai Yasuda a kol. 1987
- Leptospira kmetyi Slack a kol. 2009[6]
- Leptospira mayottensis Bourhy a kol. 2014
Meziprodukty nebo oportunistické Leptospira
- Leptospira inadai Yasuda a kol. 1987
- Leptospira fainei Perolat a kol. 1998
- Leptospira broomii Levett a kol. 2006[7]
- Leptospira licerasiae Matthias a kol. 2009[8]
- Leptospira wolffii Slack a kol. 2008[9]
Nepatogenní Leptospira
- Leptospira biflexa (Wolbach and Binger 1914) Noguchi 1918 emend. Faine a Stallman 1982 ["Spirochaeta biflexa" Wolbach & Binger 1914; "Ancona ancona"; "Canela canela"; "Jequitaia jequitaia"]
- Leptospira idonii Saito a kol. 2013
- Leptospira meyeri Yasuda a kol. 1987
- Leptospira wolbachii Yasuda a kol. 1987
- Leptospira vanthielii Smythe a kol. 2013
- Leptospira terpstrae Smythe a kol. 2013
- Leptospira yanagawae Smythe a kol. 2013
Členové Leptospira jsou také seskupeny do serovary podle jejich antigenní příbuznosti. V současné době existuje více než 200 uznávaných sérovarů. Několik sérovarů se vyskytuje u více než jednoho druhu Leptospira.
Na svém zasedání v roce 2002 Výbor pro taxonomii Leptospiry Mezinárodní unie mikrobiologických společností schválil následující nomenklaturu pro srovary Leptospira. Názvy rodů a druhů jsou psány kurzívou jako obvykle, název serovaru není kurzívou a má první velká písmena.
- Rodové druhy serovar Serovar_name
Například:
- Leptospira interrogans serovar Australis
- Leptospira biflexa serovar Patoc
Fylogeneze
Aktuálně přijímaná taxonomie je založena na Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN)[10] a Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI),[11]a fylogeneze je založena na 16S rRNA uvolňování LTP 123 o Projekt „All-Species Living Tree“.[12]
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Morfologie
Ačkoli přes 200 sérotypů Leptospira byly popsány všechny členy rodu mají podobnou morfologii. Leptospira jsou spirálovité bakterie o délce 6-20 μm a průměru 0,1 μm s vlnovou délkou asi 0,5 μm.[13] Jeden nebo oba konce spirochety jsou obvykle zaháknuty. Protože jsou tak hubení, živí Leptospira nejlépe sleduje mikroskopie tmavého pole.
Bakterie mají řadu stupňů volnosti; když jste připraveni šířit se prostřednictvím binární dělení se bakterie znatelně ohýbá na místě budoucího rozdělení.
Buněčná struktura
Leptospira mít Gramnegativní - jako buněčná obálka skládající se z cytoplazmatické a vnější membrána. Nicméně peptidoglykan vrstva je spojena spíše s cytoplazmatickou než s vnější membránou, což je uspořádání, které je pro ni jedinečné spirochety. Dva bičíky z Leptospira vyčnívat z cytoplazmatické membrány na koncích bakterie do periplazmatický prostor a jsou nezbytné pro pohyblivost Leptospira.[14]
Vnější membrána obsahuje řadu lipoproteiny a transmembránový proteiny vnější membrány.[15] Jak se dalo očekávat, proteinové složení vnější membrány se při srovnání liší Leptospira pěstování v umělém prostředí s Leptospira přítomné u infikovaného zvířete.[16][17][18] Bylo prokázáno, že několik proteinů vnější membrány leptospiru se váže na hostitele extracelulární matrix a do faktor H. Tyto proteiny mohou být důležité pro přilnavost z Leptospira hostit tkáně a odolávat doplněk, resp.[19][20][21]
Vnější membrána z Leptospira, stejně jako většina ostatních gramnegativních bakterií, obsahuje lipopolysacharid (LPS). Rozdíly ve vysoce imunogenní struktuře LPS představují četné sérovary z Leptospira.[13] Imunita je tedy specifická pro sérovar; současné leptospirové vakcíny, které se skládají z jednoho nebo několika sérovarů z Leptospira endemické v populaci, která má být imunizována, chráňte pouze proti sérovarům obsaženým v přípravku vakcíny. Leptospirální LPS má nízkou endotoxinovou aktivitu.[13] Neobvyklou vlastností leptospirového LPS je to, že aktivuje hostitelské buňky prostřednictvím TLR2 spíše než TLR4.[22] Unikátní struktura lipid A část molekuly LPS může odpovídat za toto pozorování.[23] Nakonec LPS O antigen obsah L. interrogans se liší u akutně infikovaného versus chronicky infikovaného zvířete.[24] Úloha změn O antigenu při vzniku nebo udržování akutní nebo chronické infekce, pokud existuje, není známa.
Místo výskytu
Leptospira, jak patogenní, tak saprofytické, mohou zabírat různá prostředí, stanoviště a životní cykly; tyto bakterie se vyskytují po celém světě, s výjimkou Antarktidy. Pro jejich přežití v prostředí je nezbytná vysoká vlhkost a neutrální (6,9–7,4) pH stojatá voda nádrže - bažiny, mělká jezera, rybníky, kaluže atd. - které jsou přirozeným prostředím bakterií.
Výživa
Leptospira jsou typicky kultivovány při 30 ° C v médiu Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris (EMJH), které může být doplněno 0,21% králičího séra pro zvýšení růstu náročných kmenů.[25] Růst patogenní Leptospira v prostředí umělých živin, jako je EMJH, je patrné za 4–7 dní; růst saprofytických kmenů nastane během 2–3 dnů. Minimální růstová teplota patogenních druhů je 13–15 ° C. Protože minimální růstová teplota saprofytů je 5–10 ° C, schopnost Leptospira růst při 13 ° C lze použít k rozlišení saprofytických od patogenních Leptospira druh.[25] Optimální pH pro růst Leptospira je 7,2–7,6.
Leptospira jsou aeroby, jejichž hlavním zdrojem uhlíku a energie během in vitro růstem jsou mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, které jsou metabolizovány beta-oxidací.[26][27] Mastné kyseliny jsou v EMJH poskytovány ve formě Tween.[25] Molekuly mastných kyselin jsou vázány albumin v EMJH a pomalu se uvolňují do média, aby se zabránilo jeho toxické akumulaci.
Jako většina bakterií, Leptospira vyžadují železo pro růst.[28] L. interrogans a L. biflexa mají schopnost získávat železo v různých formách.[29] A Receptor závislý na TonB požadovaný pro využití železné formy železa byl identifikován v L. biflexaa ortolog receptoru je kódován v genomu L. interrogans. L. interrogans lze také získat železo z heme, který je vázán na většinu železa v lidském těle. Protein vázající hemin HbpA, který se může podílet na absorpci hemin, byl identifikován na povrchu L. interrogans[30] Ačkoli jiné patogenní druhy Leptospira a L. biflexa nedostatek HbpA, další protein vázající hemin, LipL41, může odpovídat za jejich schopnost používat hemin jako zdroj železa.[30] Ačkoli nevylučují siderofory, L. biflexa a L. interrogans může být schopen získat železo ze sideroforů vylučovaných jinými mikroorganismy.[29]
Genom
Genom patogenního Leptospira sestává ze dvou chromozomů. Velikost genomů L. interrogans serovars Copenhageni a Lai je přibližně 4,6 Mb.[31][32] Genom však L. borgpetersenii serovar Hardjo má velikost pouze 3,9 Mb s velkým počtem pseudogenů, genových fragmentů a vkládací sekvence ve vztahu k genomům L. interrogans.[33] L. interrogans a L. borgpetersenii sdílejí 2708 genů, z nichž 656 jsou patogenně specifické geny. Obsah guaninu plus cytosinu (GC) je mezi 35% a 41%.[34] L. borgpetersenii serovar Hardjo se obvykle přenáší přímým vystavením infikovaným tkáním, zatímco L. interrogans je často získáván z vody nebo půdy kontaminované močí nosných zvířat, která ukrývají Leptospira v ledvinách. Vysoký počet defektních genů a inzertních sekvencí v L. borgpetersenii Hardjo spolu se špatným přežitím mimo hostitele a rozdílem ve vzorcích přenosu ve srovnání s L. interrogans navrhuji, aby L. borgpetersenii podstupuje genomový rozpad zprostředkovaný inzerční sekvencí s pokračující ztrátou genů nezbytných pro přežití mimo hostitelské zvíře.[33]
Genotypizace
Určení sekvence genomu několik kmenů Leptospira vést k rozvoji multilocus VNTR (Variabilní počet tandemových opakování) psaní a multilocus sekvenční psaní (MLST) pro identifikaci patogenní na úrovni druhů Leptospira druh.[35] Obě metody mají potenciál nahradit velmi nejednoznačné sérotypizace metoda v současné době v módě pro identifikaci leptospirového kmene.[35]
Viz také
Reference
- ^ "leptospiróza". American Heritage Dictionary of the English Language: Fourth Edition. Bartleby.com. 2000. Archivovány od originál dne 15. 11. 2007. Citováno 2007-05-13.
- ^ Ryan KJ; Ray CG, eds. (2004). Sherris Medical Microbiology (4. vydání). McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
- ^ Stimson AM (1907). "Poznámka k organismu nalezenému ve tkáni žluté zimnice". Zprávy o veřejném zdraví. 22 (18): 541. doi:10.2307/4559008. JSTOR 4559008.
- ^ Brenner DJ, Kaufmann AF, Sulzer KR, Steigerwalt AG, Rogers FC, Weyant RS (1999). „Další stanovení příbuznosti DNA mezi séroskupinami a sérovary v rodině Leptospiraceae s návrhem Leptospira alexanderi sp. Nov. A čtyř nových genomoskupin Leptospira“. Int. J. Syst. Bacteriol. 49 (2): 839–58. doi:10.1099/00207713-49-2-839. PMID 10319510.
- ^ Bharti AR, Nally JE, Ricaldi JN, Matthias MA, Diaz MM, Lovett MA, Levett PN, Gilman RH, Willig MR, Gotuzzo E, Vinetz JM (2003). „Leptospiróza: zoonotické onemocnění globálního významu“. Infekční nemoci Lancet. 3 (12): 757–71. doi:10.1016 / S1473-3099 (03) 00830-2. PMID 14652202.
- ^ Slack AT, Khairani-Bejo S, Symonds ML a kol. (Duben 2009). "Leptospira kmetyi sp. listopadu, izolovaný od zdroje životního prostředí v Malajsii “. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 59 (Pt 4): 705–8. doi:10.1099 / ijs.0.002766-0. PMID 19329592.
- ^ Levett PN, Morey RE, Galloway RL, Steigerwalt AG (2006). "Leptospira broomii sp. nov., izolovaný od lidí s leptospirózou “. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 56 (Pt 3): 671–3. doi:10.1099 / ijs.0.63783-0. PMID 16514048.
- ^ Matthias MA, Ricaldi JN, Cespedes M, Diaz MM, Galloway RL, Saito M, Steigerwalt AG, Patra KP, Ore CV, Gotuzzo E, Gilman RH, Levett PN, Vinetz JM (2008). Picardeau M (ed.). „Lidská leptospiróza způsobená novým, antigenně jedinečným leptospirem spojeným s rezervoárem druhu Rattus v peruánské Amazonii“. PLoS Negl Trop Dis. 2 (4): e213. doi:10.1371 / journal.pntd.0000213. PMC 2271056. PMID 18382606.
- ^ Slack AT, Kalambaheti T, Symonds ML, Dohnt MF, Galloway RL, Steigerwalt AG, Chaicumpa W, Bunyaraksyotin G, Craig S, Harrower BJ, Smythe LD (říjen 2008). "Leptospira wolffii sp. listopadu, izolován od člověka s podezřením na leptospirózu v Thajsku ". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 58 (Pt 10): 2305–8. doi:10.1099 / ijs.0.64947-0. PMID 18842846.
- ^ J.P.Euzéby. "Spirochety". Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN). Citováno 2016-03-20.
- ^ Sayers; et al. "Spirochety". Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI) databáze taxonomie. Citováno 2016-03-20.
- ^ Projekt „All-Species Living Tree“.„16S rRNA založené vydání LTP 123 (plný strom)“ (PDF). Silva komplexní databáze ribozomálních RNA. Citováno 2013-03-20.
- ^ A b C Levett PN (2001). "Leptospiróza". Clin. Microbiol. Rev. 14 (2): 296–326. doi:10.1128 / CMR.14.2.296-326.2001. PMC 88975. PMID 11292640.
- ^ Picardeau M, Brenot A, Saint Girons I (2001). "První důkazy o nahrazení genů v Leptospira spp. Deaktivace L. biflexa flaB vede k nepohyblivým mutantům s nedostatkem endoflagella ". Mol. Microbiol. 40 (1): 189–99. doi:10.1046 / j.1365-2958.2001.02374.x. PMID 11298286.
- ^ Cullen PA, Cordwell SJ, Bulach DM, Haake DA, Adler B (2002). "Globální analýza vnějších membránových proteinů z Leptospira interrogans Serovar Lai ". Infikovat. Immun. 70 (5): 2311–8. doi:10.1128 / IAI.70.5.2311-2318.2002. PMC 127947. PMID 11953365.
- ^ Haake DA, Martinich C, Summers TA, Shang ES, Pruetz JD, McCoy AM, Mazel MK, Bolin CA (1998). „Charakterizace leptospirového lipoproteinu s vnější membránou LipL36: downregulace spojená s růstem pozdní logaritmické fáze a infekcí savců“. Infikovat. Immun. 66 (4): 1579–87. PMC 108091. PMID 9529084.
- ^ Palaniappan RU, Chang YF, Jusuf SS, Artiushin S, Timoney JF, McDonough SP, Barr SC, Divers TJ, Simpson KW, McDonough PL, Mohammed HO (2002). "Klonování a molekulární charakterizace imunogenního proteinu LigA z Leptospira interrogans". Infikovat. Immun. 70 (11): 5924–30. doi:10.1128 / IAI.70.11.5924-5930.2002. PMC 130282. PMID 12379666.
- ^ Nally JE, Whitelegge JP, Bassilian S, Blanco DR, Lovett MA (2007). "Charakterizace vnějšího membránového proteomu z Leptospira interrogans Vyjádřeno během akutní smrtelné infekce ". Infikovat. Immun. 75 (2): 766–73. doi:10.1128 / IAI.00741-06. PMC 1828474. PMID 17101664.
- ^ Verma A, Hellwage J, Artiushin S, Zipfel PF, Kraiczy P, Timoney JF, Stevenson B (2006). „LfhA, nový protein vázající faktor H na Leptospira interrogans". Infikovat. Immun. 74 (5): 2659–66. doi:10.1128 / IAI.74.5.2659-2666.2006. PMC 1459737. PMID 16622202.
- ^ Barbosa AS, Abreu PA, Neves FO, Atzingen MV, Watanabe MM, Vieira ML, Morais ZM, Vasconcellos SA, Nascimento AL (2006). „Nově identifikovaný leptospirový adhesin zprostředkovává vazbu na laminin“. Infikovat. Immun. 74 (11): 6356–64. doi:10.1128 / IAI.00460-06. PMC 1695492. PMID 16954400.
- ^ Choy HA, Kelley MM, Chen TL, Møller AK, Matsunaga J, Haake DA (2007). "Fyziologická osmotická indukce Leptospira interrogans Adheze: LigA a LigB Bind Extracellular Matrix Proteins and Fibrinogen ". Infikovat. Immun. 75 (5): 2441–50. doi:10.1128 / IAI.01635-06. PMC 1865782. PMID 17296754.
- ^ Werts C, Tapping RI, Mathison JC, Chuang TH, Kravchenko V, Saint Girons I, Haake DA, Godowski PJ, Hayashi F, Ozinsky A, Underhill DM, Kirschning CJ, Wagner H, Aderem A, Tobias PS, Ulevitch RJ (2001 ). „Leptospirový lipopolysacharid aktivuje buňky prostřednictvím mechanismu závislého na TLR2“. Nat. Immunol. 2 (4): 346–52. doi:10.1038/86354. PMID 11276206.
- ^ Que-Gewirth NL, Ribeiro AA, Kalb SR, Cotter RJ, Bulach DM, Adler B, Girons IS, Werts C, Raetz CR (2004). „Methylovaná fosfátová skupina a čtyři acylové řetězce spojené s amidy Leptospira interrogans Lipid A. Kotva membrány neobvyklého lipopolysacharidu, který aktivuje TLR2 ". J. Biol. Chem. 279 (24): 25420–9. doi:10,1074 / jbc.M400598200. PMC 2556802. PMID 15044492.
- ^ Nally JE, Chow E, Fishbein MC, Blanco DR, Lovett MA (2005). "Změny lipopolysacharidu O antigenu rozlišují akutní versus chronické Leptospira interrogans Infekce ". Infikovat. Immun. 73 (6): 3251–60. doi:10.1128 / IAI.73.6.3251-3260.2005. PMC 1111870. PMID 15908349.
- ^ A b C Johnson RC, Harris VG (1967). „Diferenciace patogenních a saprofytických leptospirů I. Růst při nízkých teplotách“. J. Bacteriol. 94 (1): 27–31. PMC 251866. PMID 6027998.
- ^ Johnson RC, Gary ND (1963). „VÝŽIVA LEPTOSPIRA POMONA II.: Požadavky na mastné kyseliny“. J. Bacteriol. 85 (5): 976–82. PMC 278270. PMID 14044026.
- ^ Henneberry RC, Cox CD (1970). „Beta-oxidace mastných kyselin pomocí Leptospira". Umět. J. Microbiol. 16 (1): 41–5. doi:10,1139 / m70-007. PMID 5415967.
- ^ Faine S (1959). „Železo jako růstový požadavek pro patogenní Leptospira". J. Gen. Microbiol. 20 (2): 246–51. doi:10.1099/00221287-20-2-246. PMID 13654718.
- ^ A b Louvel H, Bommezzadri S, Zidane N, Boursaux-Eude C, Creno S, Magnier A, Rouy Z, Médigue C, Saint Girons I, Bouchier C, Picardeau M (2006). "Srovnávací a funkční genomové analýzy transportu a regulace železa v roce 2006" Leptospira spp ". J. Bacteriol. 188 (22): 7893–904. doi:10.1128 / JB.00711-06. PMC 1636298. PMID 16980464.
- ^ A b Asuthkar S, Velineni S, Stadlmann J, Altmann F, Sritharan M (2007). „Exprese a charakterizace proteinu vázajícího hemin vázajícího se na železo, HbpA, z Leptospira interrogans Serovar Lai ". Infikovat. Immun. 75 (9): 4582–91. doi:10.1128 / IAI.00324-07. PMC 1951163. PMID 17576761.
- ^ Ren SX, Fu G, Jiang XG, Zeng R, Miao YG, Xu H, Zhang YX, Xiong H, Lu G, Lu LF, Jiang HQ, Jia J, Tu YF, Jiang JX, Gu WY, Zhang YQ, Cai Z , Sheng HH, Yin HF, Zhang Y, Zhu GF, Wan M, Huang HL, Qian Z, Wang SY, Ma W, Yao ZJ, Shen Y, Qiang BQ, Xia QC, Guo XK, Danchin A, Saint Girons I, Somerville RL, Wen YM, Shi MH, Chen Z, Xu JG, Zhao GP (2003). "Unikátní fyziologické a patogenní vlastnosti Leptospira interrogans odhaleno sekvenováním celého genomu ". Příroda. 422 (6934): 888–93. doi:10.1038 / nature01597. PMID 12712204.
- ^ Nascimento AL, Ko AI, Martins EA, Monteiro-Vitorello CB, Ho PL, Haake DA, Verjovski-Almeida S, Hartskeerl RA, Marques MV, Oliveira MC, Menck CF, Leite LC, Carrer H, Coutinho LL, Degrave WM, Dellagostin OA, El-Dorry H, Ferro ES, Ferro MI, Furlan LR, Gamberini M, Giglioti EA, Góes-Neto A, Goldman GH, Goldman MH, Harakava R, Jerônimo SM, Junqueira-de-Azevedo IL, Kimura ET, Kuramae EE, Lemos EG, Lemos MV, Marino CL, Nunes LR, de Oliveira RC, Pereira GG, Reis MS, Schriefer A, Siqueira WJ, Sommer P, Tsai SM, Simpson AJ, Ferro JA, Camargo LE, Kitajima JP, Setubal JC , Van Sluys MA (2004). "Srovnávací genomika dvou Leptospira interrogans Serovars odhaluje nové poznatky o fyziologii a patogenezi ". J. Bacteriol. 186 (7): 2164–72. doi:10.1128 / JB.186.7.2164-2172.2004. PMC 374407. PMID 15028702.
- ^ A b Bulach DM, Zuerner RL, Wilson P, Seemann T, McGrath A, Cullen PA, Davis J, Johnson M, Kuczek E, Alt DP, Peterson-Burch B, Coppel RL, Rood JI, Davies JK, Adler B (2006). "Snížení genomu v Leptospira borgpetersenii odráží omezený přenosový potenciál ". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103 (39): 14560–5. doi:10.1073 / pnas.0603979103. PMC 1599999. PMID 16973745.
- ^ Ko AI, Goarant C, Picardeau M (říjen 2009). "Leptospira: úsvit éry molekulární genetiky pro vznikajícího zoonotického patogena “. Nat. Rev. Microbiol. 7 (10): 736–47. doi:10.1038 / nrmicro2208. PMC 3384523. PMID 19756012.
- ^ A b Cerqueira GM, Picardeau M (září 2009). „Století Leptospira kmenové psaní ". Infikovat. Genet. Evol. 9 (5): 760–8. doi:10.1016 / j.meegid.2009.06.009. PMID 19540362.
externí odkazy
- Leptospira stránka na Kenyon College MicrobeWiki.
- Pasteurův institut - Leptospira Molekulární genetický server
- "Leptospira". Prohlížeč taxonomie NCBI. 171.