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

Methanocaldococcus sp. FS406-22
Vědecká klasifikace
Doména:
Archaea
Království:
Euryarchaeota
Kmen:
Euryarchaeota
Třída:
Methanokoky
Objednat:
Methanokoky
Rodina:
Methanocaldococcaceae
Rod:
Methanocaldococcus
Binomické jméno
Methanocaldococcus sp. FS406-22

Methanocaldococcus sp. FS406-22 je archaea v rodu Methanocaldococcus.[1] Je to anaerobní, piezofilní, diazotrofní, hypertermofilní námořní archaeon.[2] Tento kmen je pozoruhodný pro fixaci dusíku při nejvyšší známé teplotě dusíkových ustalovačů dosud zaznamenaných.[3] The 16S rRNA gen Methanocaldococcus sp. FS406-22, je téměř 100% podobný tomu z Methanocaldococcus jannaschii, fixátor bez dusíku.[1]

Objev a izolace

Methanocaldococcus sp. FS406-22 byl izolován od hlubin hydrotermální odvzdušňovací kapalina. [4] Hydrotermální průduchy jsou umístěny na dně oceánu, kde se pohybují desky tektonicky kromě toho, například sopky a hřebeny uprostřed oceánu.[4] Tyto hřebeny středního oceánu poskytují velkou zásobu potravy pro vodní mořská zvířata.[4] Konkrétní otvor, ze kterého byl izolován kmen FS406-22, je umístěn na Juan de Fuca Ridge v Tichý oceán u sopečná činnost.[1] Mausmi P. Mehta a John A. Baross izolovali kmen FS406-22 v září 2004 během plavby observatoří New Millennum.[3] The Thomas G. Thompson plavidlo umožnila tuto plavbu a odjela k Axiální sopka.[3] Dálkově ovládané vozidlo (ROPOS ) vzorkované odvzdušňovací médium ze značkovače 113 pomocí hydrotermálního kapalinového a vzorkovače částic (HFPS).[3] Marker 113 je průduch umístěný v hloubce 1525 metrů v jihovýchodním rohu řeky kaldera.[3] Tento otvor byl aktivní před poslední erupcí Axiální sopka v lednu 1998.[3]

Vlastnosti

Ekologie

Methanocaldococcus sp. FS406-22 je hlubinný mořský archean.[5] Je to hypertermofilní methanogen který fixuje dusík.[2] Kmen FS405-22 roste při optimální teplotě 92 ° C, což mu umožňuje prospívat v blízkosti sopek.[3] Kmen FS406-22 dává přednost specifickému osídlení hydrotermální průduchy na hlubokém mořském dně.[6] A konečně, tento mořský archaean ne sporulát.[6]

Morfologie

Tento konkrétní kmen Methanocaldococcus je koky ve tvaru.[6] FS406-22 je gram negativní a není patogenní lidem.[6] Kmen FS406-22 je volně žijící mořský archaean a pohyblivý přes bičíky.[3]

Fyziologie a metabolismus

Methanocaldococcus sp. FS406-22 je anaerobní mořský archaean, který je schopen fixovat dusík v extrémních hloubkách.[2] Být a hypertermofilní extremophile, žije v extrémně horkém prostředí, například hydrotermální ventilace, která se může pohybovat kdekoli od 75 ° C do 110 ° C.[7] Kmen FS406-22 je také a piezofilní, diazotrofní, litotrof.[6][8] Má anaerobní metabolismus, metabolismus vázající dusík, a je methanogenní.[1] The akceptory elektronů skládá se z oxid uhličitý, octová kyselina, a dusičnan.[1] The dárci elektronů jsou glutamin a karboxylové skupiny.[1]

Genom

Jeho velikost genomu je dlouhá 1,77 milionu párů bází a obsahuje 1893 geny kódující proteiny.[5] Kromě těchto genů kódujících bílkoviny Methanocaldococcus sp. FS406-22 má 36 pseudogeny a celkem 23 CRISPR loci.[6] Tento kmen má dosud nejvyšší počet lokusů CRISPR ze všech sekvenovaných izolátů.[2] Má také a Obsah GC 32,04%.[5]

Fylogeneze

The 16S rRNA gen Methanocaldococcus sp. FS406-22, je téměř 100% podobný tomu z Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661.[3] Jediný rozdíl je v tom Methanocaldococcus sp. FS406-22 je a hypertermofilní fixace dusíkem archaea a Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661 není schopen fixovat dusík.[3] Ostatní související druh a kmeny z Methanocaldococcus které se nacházejí ve stejné objednávce, zahrnují: Methanococcus aeolicus, Methanocaldococcus fervens, Methanotorris igneus, Methanocaldococcus infernus, Methanocaldococcus jannaschii, Methanococcus maripaludis, Methanothermococcus okinawensis, Methanococcus vannielii, Methanococcus voltae, a Methanocaldococcus vulcanius.[6]

Význam

Methanocaldococcus sp. FS406-22 je významný díky své schopnosti fixovat dusík a snížit to od N2 na NH3 při optimální teplotě 92 ° C.[3] Jedná se o mimořádně důležitý objev pro vědeckou komunitu, protože tato optimální redukce dusíku při 92 ° C je celkem o 28 ° C vyšší než dříve zaznamenaná redukce dusíku methanogenu, Methanothermococcus thermolithotrophicus. Před objevením Methanocaldococcus sp. FS406-22, Methanothermococcus thermolithotrophicus byl nejvíce teplomilné mikroorganismus, fixace dusíku při 64 ° C.[3] Tento konkrétní objev má potenciál odhalit mnohem širší škálu podmínek pro život nejen v biosféře mořského dna, ale také v jiných ekosystémy to jsou nedostatek dusíku. Při bližším pohledu na tento methanogen bylo zjištěno, že 16S rRNA gen Methanocaldococcus sp. FS406-22 je na 99% podobný jako u FS406-22 Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661.[3] Toto liché 1% divergence mezi FS406-22 a M. jannaschii je způsobeno předchozím oddělením genů předků. Odhalení hypertermofilní, diazotrofní archea (kmen FS406-22) může být způsobeno evoluční historie dusíkatý.[3] The fylogenetická analýza dusíkatého a chlorofylového železa bílkoviny naznačuje, že rodový protein železa duplikováno a rozcházely se do nifH a anfH geny.[3] Odhaduje se, že k této divergenci genů došlo před oddělením Domény bakterie a methanogenní archaea.[3] Kmen FS406-22 obsahuje funkční nifH gen, který je schopen kódovat dinitrogenáza reduktáza zatímco M. jannaschii nevlastní tento gen, což vysvětluje 1% divergenci mezi těmito dvěma druhy.[3]

Reference

  1. ^ A b C d E F Cruz, J; Liu, Y; Liang, Y; et al. (Leden 2012). „BacMap: aktuální elektronický atlas anotovaných bakteriálních genomů“. Nucleic Acids Res. 40: D599–604. doi:10.1093 / nar / gkr1105. PMC  3245156. PMID  22135301.
  2. ^ A b C d Anderson, Rika E .; Brazelton, William J .; Barros, John A. (březen 2011). „Využití CRISPR jako metagenomického nástroje k identifikaci mikrobiálních hostitelů virové sestavy hydrotermálního ventilačního systému s difuzním tokem“. Ekologie mikrobiologie FEMS. 77 (1): 120–133. doi:10.1111 / j.1574-6941.2011.01090.x. PMID  21410492.
  3. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q Mehta, Mausmi P .; Baross, John A. (2006). „Fixace dusíku při 92 ° C hydrotermálním odvětrávacím archaeonem“. Věda. 314 (5806): 1783–1786. Bibcode:2006Sci ... 314,1783M. doi:10.1126 / science.1134772. PMID  17170307.
  4. ^ A b C Sakata, Rie; Kabutomori, Ryo; Okano, Keiko; Mitsui, Hiromasa; Takemura, Akihiro; Miwa, Tetsuya; Yamamoto, Hiroyuki; Okano, Toshiyuki (2015-08-14). „Rhodopsin in the Dark Hot Sea: Molecular Analysis of Rhodopsin in the Snailfish, Careproctus rhodomelas, Living near the Deep-Sea Hydrothermal Vent“. PLOS One. 10 (8): e0135888. Bibcode:2015PLoSO..1035888S. doi:10.1371 / journal.pone.0135888. ISSN  1932-6203. PMC  4537116. PMID  26275172.
  5. ^ A b C Caspi, Ron; Altman, Tomer; Dreher, Kate; Fulcher, Carol A .; Subhraveti, Pallavi; Keseler, Ingrid M .; Kothari, Anamika; Krummenacker, Markus; Latendresse, Mario (01.01.2012). „Databáze metabolických drah a enzymů MetaCyc a kolekce databází drah / genomů BioCyc“. Výzkum nukleových kyselin. 40 (D1): D742 – D753. doi:10.1093 / nar / gkr1014. ISSN  0305-1048. PMC  3245006. PMID  22102576.
  6. ^ A b C d E F G Nordberg, Henrik; Cantor, Michael; Dusheyko, Serge; Hua, Susan; Poliakov, Alexander; Shabalov, Igor; Smirnova, Tatyana; Grigorjev, Igor V .; Dubchak, Inna (01.01.2014). „Portál genomu Společného institutu pro genom energetiky: aktualizace 2014“. Výzkum nukleových kyselin. 42 (D1): D26 – D31. doi:10.1093 / nar / gkt1069. ISSN  0305-1048. PMC  3965075. PMID  24225321.
  7. ^ „Kompletní sekvence chromozomu Methanocaldococcus sp. FS406-22.“ Lucas S., Copeland A., Lapidus A., Cheng J.-F., Bruce D., Goodwin L., Pitluck S., Teshima H., Detter JC, Han C., Tapia R., Larimer F., Land M., Hauser L., Kyrpides N., Mikhailova N., Sieprawska-Lupa M., Leigh J., Whitman WB, Woyke T. Předloženo (FEB-2010) Databáze EMBL / GenBank / DDBJ
  8. ^ Allen, EE, Bartlett DH. 2004. Piezofily: mikrobiální adaptace na hlubinné prostředí. Extremophiles. 3 (Gerday C, Glansdorff N, Eds.) .: 231-255., Oxford: Eolss Publishers Co Ltd

Další čtení

externí odkazy