Poribakterie - Poribacteria

Poribakterie
Korelační světelná a elektronová mikroskopie buněk Poribacteria v houbě Aplysina aerophoba
Lokalizace poribakterií v houbě Aplysina aerophoba
Vědecká klasifikace E
Doména:Bakterie
(bez hodnocení):Bakterie kandidáta phyla
Kmen:Poribakterie

Poribakterie plocha kandidát kmen z bakterie původně objeven[1] v mikrobiom mořských houby (Porifera). Poribakterie jsou Gramnegativní především aerobní mixotrofy se schopností pro oxidační fosforylace, glykolýza a autotrofní karbonizace prostřednictvím Cesta dřevo - Ljungdahl.[2][3] Poribakteriální heterotrofie je charakterizována obohacenou sadou glykosidových hydroláz, degradací kyseliny uronové a několika specifickými sulfatázami. Předpokládá se, že tento heterotrofní repertoár poribakterií je zapojen do degragace extracelulární matrice hostitelské houby.[3]

Genom

Jediná buňka genomika a metagenomické sekvenování brokovnic přístupy odhalují poribakteriální látku genom rozsah velikostí mezi asi 4,2 a 6,5 megabáze [2][3][4][5] kódování 4,254 protein -kódující geny, z nichž neobvykle vysokých 24% nemá žádné homologie znát geny. Z genů identifikovatelné homologie rekonstruované cesty naznačují, že poribakteriální centrální metabolismus je schopen glykolýza, cyklus trikarboxylové kyseliny, dráhy pentózofosfátu, oxidační fosforylace, Entner-Doudoroff cesta, a autotrofní uhlíková fixace přes Wood – Ljungdahl cesta. Dále se zdá, že se poribakterie podílejí na asimilační denitrifikaci a úklidu amoniaku s potenciálním významem při recyklaci dusíku v houbovém holobiontu. Poribakteriální genom také obsahuje neobvykle vysoký počet fágových obranných systémů včetně CRISPR-CAS a systémy modifikace omezení.[6]

Rozdělení buněk

Rozdělení buněk na odlišné vázané na membránu organelles je univerzální a určující vlastnost eukaryot, ale nebyla pozorována u prokaryoty jiné než Planctomycetes. Poribakterie se dříve považovaly za odlišitelné od jiných mikroorganismů spojených s mořskými druhy houby takovou výraznou morfologií představující velké buněčné oddělení vázané na membránu, o kterém se předpokládalo, že obsahuje DNA.[1] Výrazné poribakteriální oddíly byly původně identifikovány pomocí fluorescence in situ hybridizace a elektronová mikroskopie.[1] Genomické důkazy naznačují přítomnost organel vázaných na bílkoviny, ale nikoli pro organely vázané na membránu.[6] Poslední dobou, korelační světelná elektronová mikroskopie, potvrdily dva prvky poribakteriální subcelulární kompartmentace:[7] Za prvé, Bakteriální mikrokomponenty, atypicky lokalizované na buněčné membráně. Zadruhé, sférické bipolární oddíly, o nichž se diskutuje, jsou s největší pravděpodobností skladovací polymery bohaté na uhlík, jako jsou Polyhydroxybutyrát.

Eukaryotické proteiny

Genomické analýzy poribakterií odhalily několik rodin opakujících se proteinů na buněčném povrchu, které se podobají proteinům nalezeným v eukaryotech a zřídka se vyskytují v prokaryotech. Mezi příklady patří ankyrin a opakování bohaté na leucin domény,[2] stejně jako tetratrikopeptidy.[6] Neobvyklý lipoproteinový receptor s nízkou hustotou nacházejí se také opakující se proteiny, neznámé funkce. Předpokládá se, že většina z těchto proteinových rodin je zapojena do povrchových interakcí s hostitelem houby.[6] Kromě toho genetická infrastruktura pro sterol biosyntéza je pozorována v poribakteriálních genomech, jinak se vyskytuje téměř výlučně v eukaryotech a planktomycete Gemmata obscuriglobus.[2]

Ekologická nika

Poribakterie jsou symbionty mořských houby, mezi nejhojnější mikroorganismy ve vysoce rozmanitém mikrobiomu houby mesohyl.[2] Byly nalezeny v široké škále druhů hub různých geografických původů.[8] Složení mikroorganismů v mikrobiomu houby lze vertikálně zdědit, přičemž dospělé houby přenášejí své charakteristické mikrobiální komunity na potomky.[9]

Reference

  1. ^ A b C Fieseler, L; Horn, M; Wagner, M; Hentschel, U (červen 2004). "Objev nového kandidátského kmene" Poribacteria "v mořských houbách". Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 70 (6): 3724–32. doi:10.1128 / aem.70.6.3724-3732.2004. PMC  427773. PMID  15184179.
  2. ^ A b C d E Siegl, A; Kamke, J; Hochmuth, T; Piel, J; Richter, M; Liang, C; Dandekar, T; Hentschel, U (leden 2011). „Jednobuněčná genomika odhaluje životní styl Poribacteria, kandidátského kmene symbioticky spojeného s mořskými houbami“. Časopis ISME. 5 (1): 61–70. doi:10.1038 / ismej.2010.95. PMC  3105677. PMID  20613790.
  3. ^ A b C Kamke, Janine; Sczyrba, Alexander; Ivanova, Natalia; Schwientek, Patrick; Rinke, Christian; Mavromatis, Kostas; Woyke, Tanja; Hentschel, Ute (prosinec 2013). „Jednobuněčná genomika odhaluje složité vzorce degradace sacharidů v poribakteriálních symbiontech mořských hub. Časopis ISME. 7 (12): 2287–2300. doi:10.1038 / ismej.2013.111. ISSN  1751-7362. PMC  3834845. PMID  23842652.
  4. ^ Podell, Sheila; Blanton, Jessica M .; Neu, Alexander; Agarwal, Vinayak; Biggs, Jason S .; Moore, Bradley S .; Allen, Eric E. (únor 2019). „Pangenomické srovnání globálně distribuovaných poribakterií spojených s houbovými hostiteli a mořskými částicemi“. Časopis ISME. 13 (2): 468–481. doi:10.1038 / s41396-018-0292-9. ISSN  1751-7370. PMC  6331548. PMID  30291328.
  5. ^ Slaby, Beate M .; Hackl, Thomas; Horn, Hannes; Bayer, Kristina; Hentschel, Ute (listopad 2017). „Metagenomická kombinace mikrobiomu mořské houby odhaluje jednotu v obraně, ale metabolickou specializaci“. Časopis ISME. 11 (11): 2465–2478. doi:10.1038 / ismej.2017.101. ISSN  1751-7370. PMC  5649159. PMID  28696422.
  6. ^ A b C d Kamke, J; Rinke, C; Schwientek, P; Mavromatis, K; Ivanova, N; Sczyrba, A; Woyke, T; Hentschel, U (2014). „Kandidátský kmen Poribacteria podle jednobuněčné genomiky: nový pohled na fylogenezi, buněčné kompartmentace, opakující se proteiny podobné eukaryotům a další genomické rysy“. PLOS ONE. 9 (1): e87353. Bibcode:2014PLoSO ... 987353K. doi:10.1371 / journal.pone.0087353. PMC  3909097. PMID  24498082.
  7. ^ Jahn, Martin T .; Markert, Sebastian M .; Ryu, Taewoo; Ravasi, Timothy; Stigloher, Christian; Hentschel, Ute; Moitinho-Silva, Lucas (prosinec 2016). „Vrhání světla na kompartmentaci buněk v kandidátském kmeni Poribacteria vizualizací s vysokým rozlišením a transkripčním profilem“. Vědecké zprávy. 6 (1): 35860. doi:10.1038 / srep35860. ISSN  2045-2322. PMC  5087111. PMID  27796326.
  8. ^ Lafi, FF; Fuerst, JA; Fieseler, L; Engels, C; Goh, WW; Hentschel, U (září 2009). „Rozšířená distribuce poribakterií u demospongií“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 75 (17): 5695–9. doi:10.1128 / aem 00035-09. PMC  2737902. PMID  19561181.
  9. ^ Schmitt, S; Angermeier, H; Schiller, R; Lindquist, N; Hentschel, U (prosinec 2008). „Průzkum molekulární mikrobiální diverzity reprodukčních stadií houby a mechanistické pohledy na vertikální přenos mikrobiálních symbiontů“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 74 (24): 7694–708. doi:10.1128 / aem.00878-08. PMC  2607154. PMID  18820053.