Характеристики Streptomyces griseus, таксономія, біологічний цикл і застосування



Streptomyces griseus Це свого роду аеробні бактерії, грам позитивні. Належить до групи Actinobacteria, в межах порядку Actinomycetales і сімейства Streptomycetaceae.

Вони є звичайними бактеріями в грунті. Вони були знайдені в асоціації з коренями рослин в ризосфері. Деякі штами також були виділені у зразках води та глибоких морських відкладеннях та в прибережних екосистемах. 

Здатність цього виду пристосуватися до великої різноманітності екосистем породила важливу генетичну варіацію, яку намагалися класифікувати в екологічних.

Цей вид, як і інші Streptomyces виробляє велику кількість вторинних метаболітів, що надає йому велике комерційне значення. До них відносяться стрептоміцин (аміноглікозидний антибіотик), перший антибіотик, який ефективно застосовується проти туберкульозу.

Індекс

  • 1 Загальна характеристика
    • 1.1 Генетика
    • 1.2 Вторинні метаболіти
  • 2 Таксономія
    • 2.1 Філогенез і синоніми
  • 3 Біологічний цикл
    • 3.1 Формування субстратного міцелію
    • 3.2 Формування повітряного міцелію
    • 3.3 Спороутворення
  • 4 Використання
  • 5 Посилання

Особливості загальний

S. griseus являє собою грампозитивні аеробні бактерії, що продукує міцелій. Клітинна стінка товста, утворена переважно пептидогліканом і ліпідами.

Цей вид розвиває як субстрат, так і повітряний міцелій. Обидва типи міцелію мають різну морфологію. Гіфи субстратного міцелію можуть бути діаметром 0,5 - 1 мкм. Повітряний міцелій є ниткоподібним і мало розгалуженим. 

У культуральному середовищі ці міцелі мають різні відтінки сірого. Зворотна сторона колонії сірувато-жовта. Вони не виробляють пігменти меланіну.

Ланцюги спори є прямолінійними і складаються з 10-50 спор. Поверхня їх гладка.

Цей вид використовує в якості джерела вуглецю глюкозу, ксилозу, маніт або фруктозу. У культуральних середовищах з арабінозою або рамнозой немає росту колонії.

Оптимальна температура для його розвитку йде від 25 - 35 ° С.

Вони ростуть в широкому діапазоні рН, між 5 і 11. Однак їх зростання є оптимальним в лужних середовищах з рН 9, тому він вважається алкалофільним.

Генетика

Геном повністю секвенирован S. griseus. Вона являє собою лінійну хромосому з більш ніж восьми мільйонами пар основ. Присутність плазміди не спостерігалося.

Хромосома має понад 7000 ORF (послідовності РНК з відкритим каркасом). Для більш ніж 60% цих послідовностей відома функція, яку вони виконують. Зміст GC для S. griseus приблизно 72%, що вважається високим.

Вторинні метаболіти

Більшість видів Росії Streptomyces вони продукують багато вторинних метаболітів. Серед них антибіотики, імунодепресанти та інгібітори ферментів.

Подібним чином, ці бактерії здатні продукувати деякі ферменти промислового значення, такі як глюкозоізомераза або трансглутаминаза.

У випадку S. griseus, Найважливішим вторинним метаболітом є стрептоміцин. Однак цей організм виробляє інші сполуки, такі як певні типи фенолів, які є дуже ефективними в контролі різних фітопатогенних грибів..

Таксономія

Вперше вид був описаний з грунтових ізолятів з території Росії. Дослідник Крайнський в 1914 р. Ідентифікує її як Actinomyces griseus.

Згодом Васкман і Кертіс вдалося ізолювати види в різних зразках грунту в Сполучених Штатах. У 1943 р. Васкман і Генрісі запропонували жанр Streptomyces на основі морфології і типу клітинної стінки їх виду. Ці автори знаходять вид у цьому роді в 1948 році.

Філогенез і синоніми

Було запропоновано існування трьох підвидів для S. griseus. Однак молекулярні дослідження показали, що два з цих таксонів відповідають виду S. microflavus.

З філогенетичної точки зору, S. griseus  сформувати групу з S.argenteolus і S. caviscabies. Ці види дуже схожі щодо послідовностей рибосомних РНК.

На основі порівняння послідовностей РНК можна було встановити, що деякі таксони розглядаються як види, відмінні від S. griseus вони мають однаковий генетичний склад.

Тому ці назви перейшли до синонімії виду. Серед них ми маємо S. erumpens, S. ornatus і S. setonii.

Біологічний цикл

Види Росії Streptomyces виробляють два типи міцелію під час його розвитку. Субстратний міцелій, що становить вегетативну фазу і повітряний міцелій, що дасть початок спорам

Формування міцелію субстрату

Це відбувається після проростання спори. Гіфи мають діаметр 0,5-1 мкм. Вони ростуть за верхівками і розвивають гілки, створюючи складну матрицю гіф.

Є кілька септ, які утворюють відсіки, які можуть представляти кілька копій геному. Під час цієї фази бактерії отримують переваги від поживних речовин, присутніх у середовищі, для накопичення біомаси.

З розвитком цього міцелію відбувається загибель клітин деяких септ. У зрілому субстраті міцелій чергуються живі і мертві сегменти.

Коли бактерії розвиваються в грунті або в занурених культурах, переважає вегетативна фаза.

Формування повітряного міцелію

У той час, коли колонії розвиваються, починає формуватися міцелій з меншою кількістю гілок. В S. griseus утворюються довгі нитки, які дуже мало розгалужені.

Необхідне харчування для утворення цього міцелію, отримане з лізису клітин субстратного міцелію. У цій фазі вид продукує різні вторинні метаболіти.

Формування спорів

У цій фазі гіфи зупиняють своє зростання і починають фрагментувати поперек. Ці фрагменти швидко перетворюються в округлі спори.

Утворюються ланцюги спорів, утворені приблизно п'ятдесят клітин. Спори сферичні до овальної, 0,8 - 1,7 мкм в діаметрі і з гладкою поверхнею.

Використання

Основне використання пов'язане з S. griseus є продукцією стрептоміцину. Це бактерицидний антибіотик. Вперше він був виявлений в 1943 році Альбертом Шацем у штамах виду.

Стрептоміцин є одним з найбільш ефективних способів лікування туберкульозу, що викликається Мікобактерії туберкульозу.

Однак,, S. griseus Вона має інше використання. Вигляд виробляє інші антибіотики, серед яких є такі, що атакують пухлини. Він також виробляє комерційно використовувані протеолітичні ферменти, такі як проназа. Ці ферменти блокують інактивацію натрієвих каналів.

З іншого боку, в останні роки визначено, що S. griseus виробляє леткі речовини з групи фенолів, званої карвакролом. Ця речовина має здатність інгібувати ріст спор і міцелію різних фітопатогенних грибів.

Список літератури

  1. Anderson A та E Wellington (2001) Таксономія Streptomyces і споріднених породжує. Міжнародний журнал системної та еволюційної мікробіології 51: 797-814.
  2. Данаей М., Багизаде А., Пурсееді, Ю. Аміні і М. Ягохобі (2014) Біологічний контроль грибкових хвороб рослин з використанням летких речовин Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Видобуток і полірування скарбу в бактеріальному роді Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori та S Horinouchi (2008) Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X і Y Huang (2010) Таксономічна оцінка Streptomyces griseus Клади використовують багатофокусний аналіз послідовності і ДНК-ДНК-гібридизацію з пропозицією об'єднати 29 видів і три підвидів як 11 геномних видів. Міжнародний журнал системної та еволюційної мікробіології 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Двокомпонентні системи та регулювання продукції антибіотиків Streptomyces coelicolor. Дисертація на здобуття звання доктора університету Саламанки, Іспанія. 188 с.