Thermotogae - Thermotogae

Thermotogae
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Nadkmen:
Eurybacteria
Kmen:
Thermotogae Reysenbach 2002 vychází. Bhandari & Gupta 2014
Třída:
Thermotogae Reysenbach 2002 vychází. Bhandari & Gupta 2014
Objednat
Synonyma
  • Togobakterie Cavalier-Smith 2002
  • Thermotogaeota Oren a kol. 2015

The Thermotogae plocha kmen z doména Bakterie. Kmen Thermotogae se skládá z Gramnegativní barvení, anaerobní a většinou termofilní a hypertermofilní bakterie.[1][2]

Vlastnosti

Název tohoto kmene je odvozen od existence mnoha těchto organismů při vysokých teplotách spolu s charakteristickou strukturou pláště neboli „tógou“ obklopující buňky těchto druhů.[3] Nedávno byly také identifikovány některé Thermotogae existující při mírných teplotách.[4] Ačkoli druhy Thermotogae vykazují Gramnegativní barvení, jsou vázány jednojednotkovou lipidovou membránou, proto jsou monoderm bakterie.[2][5][6] Kvůli schopnosti některých druhů Thermotogae prospívat při vysokých teplotách jsou považovány za atraktivní cíle pro použití v průmyslových procesech.[7] Metabolická schopnost Thermotogae využívat různé komplexní sacharidy pro výrobu plynného vodíku vedla k tomu, že tyto druhy byly uváděny jako možný biotechnologický zdroj pro výrobu alternativy energie k fosilním palivům.[8]

Taxonomie

Tento kmen se v současné době skládá z jedné třídy (Thermotogae), čtyř řádů (Thermotogales, Kosmotogales, Petrotogales, a Mesoaciditogales ) a pět čeledí (Thermatogaceae, Fervidobacteriaceae, Kosmotogaceae, Petrotogaceae a Mesoaciditogaceae).[1][2][3][9][10][11][12] Obsahuje celkem 15 rodů a 52 druhů.[13] Na 16S rRNA stromech bylo pozorováno, že se Thermotogae větví s Aquificae (další kmen obsahuje hypertermofilní organismy) v těsné blízkosti archaeal-bakteriální větve.[1][3] Fylogenetické studie založené na jiných sekvencích genů / proteinů však nepodporují úzký vztah Thermotogae k Aquificae a hluboké větvení druhé skupiny druhů.[2][14][15][16][17] a také konzervovanými signálními indely v několika vysoce konzervovaných univerzálních proteinech.[18][19] Thermotogae byly také zkoumány kvůli jejich údajně hojnosti Laterální genový přenos s Archaeal organismy.[20][21] Nedávné studie založené na důkladnějších metodikách však naznačují, že výskyt LGT mezi Thermotogae a jinými skupinami, včetně Archaey, není tak vysoký, jak se navrhuje v dřívějších studiích.[22][23][9][24]

Molekulární podpisy

Až donedávna žádné biochemické nebo molekulární markery bylo známo, že dokáže odlišit druh od kmene Thermotogae od všech ostatních bakterií.[1] Nedávná srovnávací genomová studie však zjistila velký počet konzervované podpisové indely (CSI) v důležitých proteinech, které jsou specifické buď pro všechny druhy Thermotogae, nebo pro řadu jeho podskupin.[2][9] Mnoho z těchto CSI v důležitých domácích proteinech, jako je Pol1, RecA, a TrpRS, a ribozomální proteiny L4, L7 / L12, S8, S9 atd. jsou jedinečně přítomné v různých sekvenovaných druzích Thermotogae, které poskytují nové molekulární markery pro tento kmen. Tyto studie také identifikovaly CSI specifické pro každou objednávku a každou rodinu.[12] Tito indels jsou předpokladem pro současnou taxonomickou organizaci Thermotogae a jsou silně podporováni fylogenomickými analýzami.[2][9] Byly také nalezeny další CSI, které jsou specifické pro Termotoga, Pseudothermotoga, Fervidobacterium, a Thermosipho. Tyto CSI jsou specifické pro všechny druhy v každém příslušném rodu a chybí ve všech ostatních bakteriích, jsou tedy specifickými markery.[2][9] Klad sestávající z hluboce se rozvětvujících druhů Petrotoga mobilis, Kosmotoga olearia, a Bakterie Thermotogales mesG1 také podpořilo sedm CSI.[9] Navíc některé CSI, které poskytly důkazy o LGT mezi Thermotogae a dalšími prokaryotickými skupinami.[9] Nově objevené molekulární markery poskytují nové prostředky pro identifikaci a vymezení druhů z kmene v molekulárních termínech a pro budoucí revize jeho taxonomie.

Fylogeneze

Viz také: Bakteriální taxonomie

Fylogeneze založená na práci Projekt All-Species Living Tree.[25]

 
Thermotogales
Thermotogaceae
Termotoga
 

T. naphthophila

 
 
 

T. petrophila

 
 
 

T. maritima (typ sp.)

 
 

T. neapolitana

 
 
 
 
Pseudothermotoga
 
 

P. hypogea

 
 

P. thermarum

 
 
 
 

P. subterranea

 
 
 

P. elfii

 
 

P. lettingae

 
 
 
 
 
Fervidobacteriaceae
Fervidobacterium
 
 

F. changbaicum

 
 

F. islandicum

 
 
 
 

F. nodosum (typ sp.)

 
 
 

F. gondwanense

 
 

F. riparium

 
 
 
 
Thermosipho
 

T. activus

 
 
 

T. geolei

 
 
 

T. atlanticus

 
 
 
 

T. afektus

 
 

T. melanesiensis

 
 
 
 

T. globiformans

 
 
 

T. africanus (typ sp.)

 
 

T. japonicus

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kosmotogaceae
 

Kosmotoga arenicorallina

 
 
Mezotoga
 

M. infera

 
 

M. prima

 
 
Kosmotoga
 

K. olearia (typ sp.)

 
 

K. shengliensis

 
 
 
 
 
Mesoaciditogaceae

Mesoaciditoga lauensis

 
Petrotogaceae
Marinitoga
 

M. hydrogenitolerans

 
 
 

M. litoralis

 
 
 

M. okinawensis

 
 
 

M. piezophila

 
 

M. camini (typ sp.)

 
 
 
 
 
 
 
 

Oceanotoga teriensis

 
Geotoga
 

G. petraea (typ sp.)

 
 

G. subterranea

 
 
 
 
 

Defluviitoga tunisiensis

 
Petrotoga
 

P. sibirica

 
 
 

P. olearia

 
 
 

P. mexicana

 
 
 

P. mobilis

 
 
 

P. halophila

 
 

P. miotherma (typ sp.)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Taxonomie

Aktuálně přijímaná taxonomie je založena na Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LSPN)[26] a Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI).[27]

Poznámky:
♠ Kmen nalezen na Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI), ale není uveden v seznamu Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN)
♥ Žádné kmeny nebyly podány Národní centrum pro biotechnologické informace NCBI a nebo uvedené v seznamu Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN)

Reference

  1. ^ A b C d Huber R., Hannig M. (2006). "Thermotogales". Prokaryotes. 7. 899–922. doi:10.1007/0-387-30747-8_38. ISBN  978-0-387-25497-5. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  2. ^ A b C d E F G Gupta, RS (2014) The Phylum Thermotogae. Prokaryotes 989-1015. Springer Berlin Heidelberg.
  3. ^ A b C Reysenbach, A.-L. (2001) Kmen BII. Thermotogae phy. listopad. In: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, str. 369-387. Eds D. R. Boone, R. W. Castenholz. Springer-Verlag: Berlín.
  4. ^ Nesbo C.L .; Kumaraswamy R .; Dlutek M .; Doolittle W.F. & Foght J. (2010). „Hledání mezofilních bakterií Thermotogales:„ mesotogas “ve volné přírodě. Appl Environ Microbiol. 76 (14): 4896–4900. doi:10.1128 / AEM.02846-09. PMC  2901743. PMID  20495053.
  5. ^ Gupta R.S. (1998). „Proteinové fylogeneze a signální sekvence: Přehodnocení evolučních vztahů mezi archaebakteriemi, eubakteriemi a eukaryoty“. Microbiol Mol Biol Rev. 62 (4): 1435–1491. doi:10.1128 / MMBR.62.4.1435-1491.1998. PMC  98952. PMID  9841678.
  6. ^ Gupta R.S. (2011). „Původ didermních (gramnegativních) bakterií: antibiotický selekční tlak spíše než endosymbióza pravděpodobně vedl k vývoji bakteriálních buněk se dvěma membránami“. Antonie van Leeuwenhoek. 100 (2): 171–182. doi:10.1007 / s10482-011-9616-8. PMC  3133647. PMID  21717204.
  7. ^ Eriksen N.T .; Riis M.L .; Holm N.K. & Iversen N. (2010). "H (2) syntéza z pentóz a biomasy v Termotoga spp " (PDF). Biotechnol Lett. 33 (2): 293–300. doi:10.1007 / s10529-010-0439-x. PMID  20960218. S2CID  35392547.
  8. ^ Conners S.B .; Mongodin E.F .; Johnson M.R .; Montero C.I .; Nelson K.E. & Kelly R.M. (2006). „Mikrobiální biochemie, fyziologie a biotechnologie hypertermofilní Termotoga druh". FEMS Microbiol Rev. 30 (6): 872–905. doi:10.1111 / j.1574-6976.2006.00039.x. PMID  17064285.
  9. ^ A b C d E F G Gupta R.S. & Bhandari V. (2011). "Fylogeneze a molekulární podpisy pro kmen Thermotogae a jeho podskupiny". Antonie van Leeuwenhoek. 100 (1): 1–34. doi:10.1007 / s10482-011-9576-z. PMID  21503713. S2CID  24995263.
  10. ^ Oren A, Garrity GM (2015). "Seznam nových jmen a nových kombinací dříve publikovaných efektivně, ale neplatně," (PDF). Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 65 (7): 2017–2025. doi:10.1099 / ijs.0.000317. PMID  28056215.
  11. ^ Itoh T, Onishi M, Kato S, Iino T, Sakamoto M, Kudo T, Takashina T, Ohkuma M (prosinec 2015). „Athalassotoga saccharophila gen. Nov. Sp. Nov. Izolovaný z kyselého suchozemského horkého pramene Japonska a návrh Mesoaciditogales ord. Nov., Mesoaciditogaceae fam. Nov. V kmeni Thermotogae“. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 66 (2): 1045–1051. doi:10.1099 / ijsem.0.000833. PMID  26651491.
  12. ^ A b Bhandari V, Gupta RS (leden 2014). „Molekulární podpisy pro kmen (třída) Thermotogae a návrh na jeho rozdělení na tři řády (Thermotogales, Kosmotogales ord. Nov. A Petrotogales ord. Nov.) Obsahující čtyři čeledi (Thermotogaceae, Fervidobacteriaceae fam. Nov., Kosmotogaceae fam. Nov. a Petrotogaceae fam. nov.) a nový rod Pseudothermotoga gen. nov. s pěti novými kombinacemi ". Antonie van Leeuwenhoek. 105 (1): 143–168. doi:10.1007 / s10482-013-0062-7. PMID  24166034. S2CID  6547323.
  13. ^ Euzeby JP. Seznam prokaryotických jmen s postavení v nomenklatuře. http://www.bacterio.cict.fr/t/thermotogales[trvalý mrtvý odkaz ].
  14. ^ Klenk H.P .; Meier T.D .; Durovic P .; et al. (1999). "RNA polymeráza z Aquifex pyrophilus: Důsledky pro vývoj bakterie rpoBC operon a extrémně teplomilné bakterie “. J Mol Evol. 48 (5): 528–541. Bibcode:1999JMolE..48..528K. doi:10.1007 / pl00006496. PMID  10198119. S2CID  224169.
  15. ^ Gupta R.S. (2000). „Fylogeneze proteobakterií: vztahy k jiným eubakteriálním kmenům a eukaryotům“. FEMS Microbiol Rev. 24 (4): 367–402. doi:10.1111 / j.1574-6976.2000.tb00547.x. PMID  10978543.
  16. ^ Ciccarelli F.D .; Doerks T .; von Mering C .; Creevey C.J .; Snel B. & Bork P. (2006). "Směrem k automatické rekonstrukci vysoce rozhodnutého stromu života". Věda. 311 (5765): 1283–1287. Bibcode:2006Sci ... 311.1283C. CiteSeerX  10.1.1.381.9514. doi:10.1126 / science.1123061. PMID  16513982. S2CID  1615592.
  17. ^ Di Giulio M. (2003). „Univerzálním předkem byl termofil nebo hypertermofil: testy a další důkazy“. J Theor Biol. 221 (3): 425–436. doi:10.1006 / jtbi.2003.3197. PMID  12642117.
  18. ^ Bhandari V, Naushad HS, Gupta RS (2012). „Proteinové molekulární markery poskytují spolehlivé prostředky k porozumění prokaryotické fylogenezi a podpoře darwinovského způsobu evoluce“. Mikrobiol infikovaný přední buňkou. 2: 98. doi:10.3389 / fcimb.2012.00098. PMC  3417386. PMID  22919687.
  19. ^ Griffiths E. & Gupta R.S. (2004). „Signální sekvence v různých proteinech poskytují důkazy o pozdní divergenci řádu Aquificales“. Mezinárodní mikrobiologie. 7 (1): 41–52. PMID  15179606.
  20. ^ Nelson K.E .; Clayton R .; Gill S .; et al. (1999). "Důkazy o laterálním přenosu genů mezi Archeaou a bakteriemi ze sekvence genomu z Thermotoga maritima". Příroda. 399 (6734): 323–329. Bibcode:1999 Natur.399..323N. doi:10.1038/20601. PMID  10360571. S2CID  4420157.
  21. ^ Nesbo C.L .; L'Haridon S .; Stetter K.O. & Doolittle W.F. (2001). "Fylogenetické analýzy dvou genů" Archaeal "v Thermotoga maritima odhalit více přenosů mezi Archeaou a bakteriemi ". Mol Biol Evol. 18 (3): 362–375. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a003812. PMID  11230537.
  22. ^ Ochman H .; Lawrence J.G. & Groisman E.A. (2000). "Laterální přenos genů a podstata bakteriální inovace". Příroda. 405 (6784): 299–304. Bibcode:2000Natur.405..299O. doi:10.1038/35012500. PMID  10830951. S2CID  85739173.
  23. ^ Zhaxybayeva O .; Swithers K.S .; Lapierre P .; et al. (2009). „O chimérické povaze, termofilním původu a fylogenetickém umístění Thermotogales“. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (14): 5865–5870. Bibcode:2009PNAS..106,5865Z. doi:10.1073 / pnas.0901260106. PMC  2667022. PMID  19307556.
  24. ^ Kunisawa T (2011). "Odvoz fylogenetické polohy kmene Deferribacteres ze srovnání genového řádu". Antonie van Leeuwenhoek. 99 (2): 417–422. doi:10.1007 / s10482-010-9492-7. PMID  20706870. S2CID  38697982.
  25. ^ „16S rRNA založené vydání LTP 123 (plný strom)“ (PDF). Silva komplexní databáze ribozomálních RNA. Citováno 2016-03-20.
  26. ^ J.P.Euzéby. „Thermotogae“. Seznam prokaryotických jmen se Stálým v nomenklatuře (LPSN). Citováno 2016-03-20.
  27. ^ Sayers; et al. „Thermotogae“. Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI) databáze taxonomie. Citováno 2016-03-20.