Synechococcus elongatus - Synechococcus elongatus

Synechococcus elongatus
Elektronový mikrofotografie Synechococcus elongatus PCC 7942 zobrazující carboxysomes.jpeg
Vědecká klasifikace Upravit
Doména:Bakterie
Kmen:Sinice
Třída:Cyanophyceae
Objednat:Synechokoky
Rodina:Synechococcaceae
Rod:Synechococcus
Druh:
S. elongatus
Binomické jméno
Synechococcus elongatus
(Nägeli ) Nägeli

Synechococcus elongatus je jednobuněčný sinice to má rychlý autotrofní růst srovnatelný s droždí. Jeho schopnost rychlého růstu pomocí slunečního záření má důsledky pro biotechnologické aplikace, zejména při zabudování genetická úprava.

Výskyt

V posledním desetiletí několik kmeny z Synechococcus elongatus byly vyrobeny v laboratorních prostředích, což nakonec vedlo k výrobě Synechococcus elongatus UTEX 2973. S. elongatus UTEX 2973 je a mutant hybridní od UTEX 625.[1]

V roce 1955 William A. Kratz a Jack Myers popsal rychle rostoucí kmen sinic, Anacystis nidulans který byl uložen v University of Texas kultura řas jako Synechococcus leopoliensis UTEX 625[1][2] Tento kmen však ztratil svoji schopnost rychlého růstu a nebyl také schopen růst při vysokých teplotách, na rozdíl od původního kmene. V roce 2015 Jingjie Yu a kolegové dokázali izolovat mutantní kmen ze smíšené kultury Synechococcus UTEX 625. Mutantní kmen byl uložen do sbírky kultury řas UTEX a dostal nové číslo, UTEX 2979.[1]

Struktura

Synechococcus elongatus je ve tvaru tyče s buňkami typicky delšími než 2 um. Obvykle obsahuje 2–3 tylakoidní membrána vrstvy tvořící rovnoměrně rozmístěné soustředné prstence a jeho karboxysomy a polyfosfát těla jsou umístěna uprostřed cytoplazmatický region (obrázek 1).[1]

Genetika

The genom posloupnost Synechococcus UTEX 2973 byl podobný cyanobakteriu Synechococcus PCC 7942. I když byl izolován od S. elongatus 625, nejvíc souvisí s S. elongatus PCC 7942 s 99,8% podobností. S. elongatus UTEX 2973 obsahuje a SNP na gen kódující ATP syntáza F1 podjednotka α, srovnatelný s odpovídajícím genem v Synechococcus PCC 7942. Tento specifický SNP způsobuje substituci aminokyselin na 252. pozici proteinu.[1]

Metabolismus

Synechococcus elongatus UTEX 2973 je fotoautotrofní a má jednu z nejkratších doby zdvojnásobení hlášeno u sinic 1,5 hodiny za a BG11 střední při 42 ° C pod nepřetržitými 1 500 μmoly fotonů · m − 2 · s − 1 bílé světlo s 5% CO2.[3] I když je obvykle udržován na médiu BG11, může být také kryokonzervován použitím 1% (v / v) dimethylsulfoxidu (DMSO) jako kryoprotektantu.[4]


Význam

Ungerer a kolegové, 2018, použito CRISPR / Cpf1, provést mutační analýzu S. elongatus UTEX 2973 identifikací tří genů s SNP spojenými s rychlým růstem, atpA, ppnK, a rpaA. Nahradili tyto rychle rostoucí alely s divoký typ alely v široce studované sinici, Synechococcus 7942. To vyústilo v Synechococcus 7942 zkrácení doby zdvojnásobení ze 6,8 na 2,3 hodiny[5]

Reference

  1. ^ A b C d E Yu J, Liberton M, Cliften PF, Head RD, Jacobs JM, Smith RD a kol. (Leden 2015). „Synechococcus elongatus UTEX 2973, rychle rostoucí cyanobakteriální šasi pro biosyntézu pomocí světla a CO₂“. Vědecké zprávy. 5 (1): 8132. Bibcode:2015NatSR ... 5E8132Y. doi:10.1038 / srep08132. PMC  5389031. PMID  25633131.
  2. ^ Kratz WA, Myers J (1955). „Výživa a růst několika modrozelených řas“. American Journal of Botany. 42 (3): 282. doi:10.2307/2438564. JSTOR  2438564.
  3. ^ Ungerer, Justin; Lin, Po-Cheng; Chen, Hui-Yuan; Pakrasi, Himadri B. (03.03.2018). „Úpravy stechiometrie fotosystému a proteinů přenosu elektronů jsou klíčem k pozoruhodně rychlému růstu cyanobakteria Synechococcus elongatus UTEX 2973“. mBio. 9 (1). doi:10,1 128 / mBio.02327-17. ISSN  2150-7511. PMID  29437923.
  4. ^ Racharaks, Ratanachat; Peccia, Jordan (srpen 2019). "Kryokonzervace Synechococcus elongatus UTEX 2973 ". Journal of Applied Phycology. 31 (4): 2267–2276. doi:10.1007 / s10811-018-1714-9. ISSN  0921-8971.
  5. ^ Ungerer J, Wendt KE, Hendry JI, Maranas CD, Pakrasi HB (prosinec 2018). "Synechococcus elongatus UTEX 2973". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 115 (50): E11761 – E11770. doi:10.1073 / pnas.1814912115. PMC  6294925. PMID  30409802.