Ultramicrobacteria - Ultramicrobacteria

Ultramicrobacteria jsou bakterie které jsou menší než 0,1 μm3 za všech růstových podmínek.[1][2][3] Tento termín byl vytvořen v roce 1981 a popisuje koky v mořské vodě o průměru menším než 0,3 μm.[4] Ultramicrobacteria byly také získány z půdy a jeví se jako směs Grampozitivní, Gramnegativní a druhy bez buněčné stěny.[5][2] Ultramicrobacteria mají relativně vysokou hladinu poměr plochy povrchu k objemu kvůli jejich malé velikosti, která pomáhá při růstu pod oligotrofní (tj. chudé na živiny).[2] Poměrně malá velikost ultramicrobacteria také umožňuje parazitismus větších organismů;[2] některé ultramicrobacteria byly pozorovány jako obligátní nebo fakultativní paraziti různých eukaryot a prokaryot.[1][2] Jedním z faktorů umožňujících ultramicrobakteriím dosáhnout jejich malé velikosti se zdá být minimalizace genomu[1][2] jako v případě ultramicrobacterium P. ubique jehož malý 1,3 Mb genom zjevně postrádá cizí genetické prvky jako nekódující DNA, transpozice, extrachromozomální prvky atd.[2] Genomické údaje z ultramicrobakterií však chybí[2] protože studiu ultramicrobakterií, stejně jako mnoha jiných prokaryot, brání potíže s jejich kultivací.[3]

Mikrobakteriální studie od Berkeley Labs na UC Berkeley přinesly podrobné mikroskopické snímky ultravysokých mikrobiálních druhů.[6] Zobrazované buňky mají průměrný objem 0,009 kubických mikronů, což znamená, že asi 150 000 z nich se vejde na špičku lidského vlasu.[6] Tyto bakterie byly nalezeny ve vzorcích podzemní vody z Rifle v Coloradu poté, co byla voda filtrována přes filtry, o nichž se věřilo, že sterilizují vodu.[6] Tyto vzorky byly poté přeneseny do Berekeley's Lab's Life Sciences Division a analyzovány pomocí 2-D a 3-D kryogenní transmisní elektronové mikroskopie. Obrázky těchto ultra malých bakterií zobrazují husté spirály DNA, málo ribozomů, vlasové vláknité přídavky a minimalizované metabolické systémy.[6] Takové buňky pravděpodobně získávají nejdůležitější živiny a metabolity z jiných bakterií.[6] Genomické sekvenování vzorků zjistilo, že genomy mají délku asi 1 milion párů bází a že nalezený druh pochází z více kmenů.[6] Bakterie v ultra malé velikosti jsou považovány za poměrně běžné, ale obtížně detekovatelné. [6]


Ultramicrobacteria jsou obyčejně zaměňovány s ultramikrobunkami, z nichž poslední jsou spící, stresově odolné formy větších buněk, které se tvoří za podmínek hladovění[1][2][7] (tj. tyto větší buňky downregulují svůj metabolismus, zastavují růst a stabilizují DNA, aby vytvořily ultramikrobunky, které zůstanou životaschopné roky[1][8]) vzhledem k tomu, že malá velikost ultramicrobakterií není reakcí na hladovění a je konzistentní i za podmínek bohatých na živiny.[3]

Termín "nanobakterie" se ve vědecké literatuře někdy používá jako synonymum k ultramicrobakteriím,[2] ale ultramicrobacteria se liší od domnělých nanobakterií nebo „kalcifikujících nanočástic“, u nichž se předpokládalo, že jsou živými organismy o průměru 0,1 μm.[9] Tyto struktury jsou nyní považovány za neživé,[10] a pravděpodobně vysrážené částice anorganického materiálu.[11][12]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E Cavicchioli, Ricardo; Ostrowski, Martin (červen 2003). Encyclopedia of Life Sciences. Nature Publishing Group. ISBN  9780470015902. Citováno 26. září 2017.
  2. ^ A b C d E F G h i j Duda, V; Suzina, N; Polivtseva, V; Boronin, A (2012). „Ultramicrobacteria: Formation of the Concept and Contribution of Ultramicrobacteria to Biology“. Mikrobiologie. 81 (4): 379–390. doi:10.1134 / s0026261712040054.
  3. ^ A b C Janssen, Peter; Schuhmann, Alexandra; Mörschel, Erhard; Rainey, Frederick (duben 1997). „Nové anaerobní ultramikrobakterie patřící do linie verrukomikrobiálních bakteriálního původu izolované ředěním z anoxické rýžové půdy“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 63 (4): 1382–1388. PMC  168432.
  4. ^ Torrella F, Morita RY (1. února 1981). „Mikrokulturní studie změn velikosti bakterií a tvorby mikrokolonií a ultramikokolonií heterotrofními bakteriemi v mořské vodě“. Appl. Environ. Microbiol. 41 (2): 518–527. PMC  243725. PMID  16345721.
  5. ^ Iizuka T, Yamanaka S, Nishiyama T, Hiraishi A (únor 1998). „Izolace a fylogenetická analýza aerobních kopiotrofních ultramikrobakterií z městské půdy“. J. Gen. Appl. Microbiol. 44 (1): 75–84. doi:10,2323 / jgam.44,75. PMID  12501296.
  6. ^ A b C d E F G Krotz, D. (2015). „První podrobný mikroskopický důkaz bakterií na spodní hranici životnosti“. Citováno 2020-05-11. Citovat má prázdný neznámý parametr: |1= (Pomoc)
  7. ^ Velimirov, B. (2001). „Nanobakterie, ultramikrobakterie a formy hladovění: hledání nejmenších metabolizujících bakterií“. Mikroby a prostředí. 16 (2): 67–77. doi:10.1264 / jsme2.2001.67. Archivovány od originál dne 13.01.2009. Citováno 2008-06-23.
  8. ^ Costerton JW, Lewandowski Z, Caldwell DE, Korber DR, Lappin-Scott HM (1995). "Mikrobiální biofilmy". Annu. Rev. Microbiol. 49: 711–45. doi:10.1146 / annurev.mi.49.100195.003431. PMID  8561477.
  9. ^ Urbano P, Urbano F (květen 2007). „Nanobakterie: fakta nebo fantazie?“. PLoS Pathog. 3 (5): e55. doi:10.1371 / journal.ppat.0030055. PMC  1876495. PMID  17530922.
  10. ^ Kajander EO (červen 2006). "Nanobakterie - šířící se vápenaté nanočástice". Lett. Appl. Microbiol. 42 (6): 549–52. doi:10.1111 / j.1472-765X.2006.01945.x. PMID  16706890.
  11. ^ Raoult D, Drancourt M, Azza S a kol. (Únor 2008). „Nanobakterie jsou komplexy minerálních fetuinů“. PLoS Pathog. 4 (2): e41. doi:10.1371 / journal.ppat.0040041. PMC  2242841. PMID  18282102.
  12. ^ Martel J, Young JD (duben 2008). „Údajné nanobakterie v lidské krvi jako nanočástice uhličitanu vápenatého“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105 (14): 5549–54. doi:10.1073 / pnas.0711744105. PMC  2291092. PMID  18385376.
  13. ^ Sahin, Nurettin; Gonzalez, Juan M .; Iizuka, Takashi; Hill, Janet E. (1. června 2010). "Charakterizace dvou aerobních ultramicrobakterií izolovaných z městské půdy a popis Oxalicibacterium solurbis sp. Nov". Mikrobiologické dopisy FEMS. 307 (1): 25–29. doi:10.1111 / j.1574-6968.2010.01954.x. PMID  20370834.