Angomonas deanei - Angomonas deanei

Angomonas deanei
Структура Angomonas deanei.TIF
Трехмерная реконструкция Angomonas deanei содержащий бактериальный эндосимбионт (зеленый) возле своего ядра (синий).[1]
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
(без рейтинга):
Экскавата
Тип:
Эвгленозоа
Учебный класс:
Кинетопласта
Заказ:
Трипаносоматида
Род:
Angomonas
Разновидность:
Deanei
Биномиальное имя
Angomonas deanei
(Карвалью 1973)
Тейшейра и Камарго 2011[2]
Синонимы

Crithidia deanei Карвалью 1973

Angomonas deanei это бичеванный трипаносоматид. Это облигатный паразит в желудочно-кишечный тракт из насекомые, и, в свою очередь, хозяин к симбиотический бактерии. Бактериальный эндосимбионт поддерживает постоянный мутуалистические отношения с простейшим таким, что оно больше не может воспроизводиться и выживать самостоятельно.[3] Симбиоз похож на симбиоз другого протиста. Strigomonas culicis.[4]

Название вида принято как Crithidia deanei до 2011 года, когда филогенетический анализ показал, что он принадлежит к род Angomonas, тем самым став Angomonas deanei. Симбиотическая бактерия является членом β-протеобактерии которые произошли от общего предка с род Bordetella,[2] или, что более вероятно, Тайлорелла.[5] Эти два организма настолько зависят друг от друга, что бактерии не могут воспроизводиться, а простейшие больше не могут инфицировать насекомых, когда они изолированы.[1][6] Таким образом, эта ассоциация организмов является прекрасной моделью для доказательства эндосимбиотическая теория в природе, что объясняет происхождение эукариотический клеточные органеллы Такие как митохондрии и пластиды от отдельных прокариот.[7][8]

Структура

Тело Angomonas deanei имеет эллиптическую форму, с выступающим хвостовидным жгутик на его заднем конце для передвижения. Бактериальный эндосимбионт находится внутри его тела и окружен двумя мембранами, типичными для Грамотрицательные бактерии, но это клеточная мембрана представляет необычные особенности, такие как наличие фосфатидилхолин, основной мембранный липид (атипичный для бактериальных мембран) и сильно восстановленный пептидогликан слой, который показывает уменьшение или отсутствие жесткого клеточная стенка. Клеточная мембрана простейшего хозяина содержит 18-домен β-ствол порин, что является характеристикой белок из Грамотрицательные бактерии.[9] Кроме того, он содержит кардиолипин и фосфатидилхолин в качестве основного фосфолипиды, пока стеролы отсутствуют.[10] Кардиолипин - типичный липид бактериальных мембран; фосфатидилхолин, с другой стороны, в основном присутствует в симбиотических прокариотах эукариотических клеток. Для симбиотической адаптации трипаносома хозяина претерпела изменения, такие как уменьшение парафлагеллярной палочки, что требует полной подвижности бактериальных жгутиков. И все же ген парафлагеллярной палочки PFR1 полностью функциональна.[11] Известно, что бактерии обеспечивают хозяина необходимыми питательными веществами и обеспечивают электронная транспортная система для производства клеточной энергии АТФ молекулы через его гликосомы.[1] Бактерии синтезируют аминокислоты,[12] витамины,[13] и гем[14] для простейших. В свою очередь, простейшие предлагают свои ферменты для полных метаболических путей биосинтеза аминокислоты, липиды и нуклеотиды, отсутствующие у бактерии.[15] Фосфатидилинозитол мембранный липид, необходимый для межклеточного взаимодействия, у бактерий также синтезируется простейшими.[16] Таким образом, два организма тесно связаны и обмениваются своими метаболическими системами. Когда бактерия убита с помощью антибиотики, простейшие больше не могут заражать насекомых,[6] из-за измененного гликозилфосфатидилинозитол (gp63) в жгутике простейших.[17]

Размножение

Angomonas deanei (голубой - его ядро) координированное деление с его симбиотической бактерией (зеленый)

Клеточное воспроизводство показывает сильную синергетический адаптация между бактерией и простейшими. Поскольку каждый симбионт представляет собой отдельную бактерию и простейшее, а каждая дочерняя клетка содержит одно и то же число, две клетки делятся в скоординированном процессе. Сначала делятся бактерии, затем простейшие органеллы и, наконец, ядро.[18]

Эволюция

Симбиотические бактерии в составе трипаносоматидных простейших происходят от β-протеобактерий этого рода. Bordetella.[19] С A. deanei, бактерии имеют совместно эволюционировал в мутуалистических отношениях, характеризующихся интенсивным метаболическим обменом. Эндосимбионт содержит ферменты и метаболические предшественники, которые завершают основные биосинтетические пути простейших-хозяев, например, в цикл мочевины и производство гемин и полиамин.[20]

Симбиотическая бактерия принадлежит к семейству β-протеобактерий. Алькалигеновые. На основе Ген 16S рРНК последовательностей, известно, что он произошел от общего предка кинетопластида с Бластокритидии разновидность. Предполагается, что эти две группы входят в состав двух разных простейших-хозяев, чтобы эволюционировать в разные виды. Отсюда и научное название (Candidatus ) Kinetoplastibacterium crithidii был отдан бактерии.[21] Хотя изначально предполагалось, что бактерия произошла от общего предка с представителями Bordetella,[2] однако подробно филогеномный анализ выяснилось, что он более близок к представителям рода Тайлорелла.[5]

Рекомендации

  1. ^ а б c Мотта М.С., Соарес М.Дж., Аттиас М., Моргадо Дж., Лемос А.П., Саад-Нехме Дж., Мейер-Фернандес Дж. Р., Де Соуза В. (1997). «Ультраструктурный и биохимический анализ взаимосвязи Crithidia deanei с его эндосимбионтом ». Eur J Cell Biol. 72 (4): 370–377. PMID  9127737.
  2. ^ а б c Тейшейра М.М., Боргесан Т.С., Феррейра Р.К., Сантос М.А., Таката С.С., Кампанер М., Нунес В.Л., Милдер Р.В., де Соуза В., Камарго EP (2011). «Филогенетическая проверка родов Angomonas и Стригомонады трипаносоматид, несущих бактериальные эндосимбионты, с описанием новых видов трипаносоматид и протеобактериальных симбионтов ». Протист. 162 (3): 503–524. Дои:10.1016 / j.protis.2011.01.001. PMID  21420905.
  3. ^ Labinfo. "Angomonas deanei". labinfo.lncc.br. Национальная лаборатория научных вычислений Министерства науки и технологий Бразилии. Архивировано из оригинал в 2013-07-30. Получено 2013-07-08.
  4. ^ де Соуза, Сильвана Сант'Анна; Катта-Прета, Каролина Моура; Алвес, Жоао Марсело П .; Cavalcanti, Danielle P .; Teixeira, Marta M. G .; Камарго, Эрни П .; Де Соуза, Вандерли; Сильва, Розане; Мотта, Мария Кристина М. (2017). Юрченко, Вячеслав (ред.). «Расширенный репертуар белков, связанных с кинетопластами, и уникальное расположение митохондриальной ДНК трипаносоматид, несущих симбионты». PLOS ONE. 12 (11): e0187516. Дои:10.1371 / journal.pone.0187516. ЧВК  5683618. PMID  29131838.
  5. ^ а б Алвес Дж. М., Серрано М. Г., Майя да Силва Ф., Фогтли Л. Дж., Матвеев А. В., Тейшейра М. М., Камарго Е. П., Бак Г. А. (2013). «Эволюция генома и филогеномный анализ Candidatus Kinetoplastibacterium, бета-протеобактериальные эндосимбионты Стригомонады и Angomonas". Геном Биол Эвол. 5 (2): 338–350. Дои:10.1093 / gbe / evt012. ЧВК  3590767. PMID  23345457.
  6. ^ а б д'Авила-Леви CM, Сильва Б.А., Хаяши Е.А., Вермельо А.Б., Альвиано С.С., Сараива Е.М., Бранкинья М.Х., Сантос А.Л. (2005). «Влияние эндосимбионта Blastocrithidia culicis и Crithidia deanei на экспрессию гликоконъюгата и на Aedes aegypti взаимодействие". FEMS Microbiol Lett. 252 (2): 279–286. Дои:10.1016 / j.femsle.2005.09.012. PMID  16216441.
  7. ^ де Соуза В., Мотта М.С. (1999). «Эндосимбиоз простейших семейства Trypanosomatidae». FEMS Microbiol Lett. 173 (1): 1–8. Дои:10.1111 / j.1574-6968.1999.tb13477.x. PMID  10220875.
  8. ^ Мартин В., Хоффмайстер М., Ротте С., Хенце К. (2001). «Обзор эндосимбиотических моделей происхождения эукариот, их органелл, производящих АТФ (митохондрии и гидрогеносомы), и их гетеротрофного образа жизни». Биол Хим. 382 (11): 1521–1539. Дои:10.1515 / BC.2001.187. PMID  11767942.
  9. ^ Андраде Ида С., Вианес-Джуниор Дж. Л., Гуларт С. Л., Хомбле Ф., Рюссхарт Дж. М., Алмейда фон Крюгер В. М., Биш П. М., де Соуза В., Мохана-Борхес Р., Мотта М.С. (2011). "Характеристика поринового канала в эндосимбионте трипаносоматидных простейших". Crithidia deanei". Микробиология. 157 (Pt 10): 2818–2830. Дои:10.1099 / мик.0.049247-0. PMID  21757490.
  10. ^ Пальмие-Пейшото IV, Роча М.Р., Урбина Дж. А., де Соуза В., Эйникер-Ламас М., Мотта М.С. (2006). «Влияние ингибиторов биосинтеза стеролов на трипаносоматиды, несущие эндосимбионт». FEMS Microbiol Lett. 255 (1): 33–42. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2005.00056.x. PMID  16436059.
  11. ^ Gadelha C, Wickstead B, de Souza W, Gull K, Cunha-e-Silva N (2005). «Скрытый парафлагелларный стержень в эндосимбионтсодержащих кинетопластических простейших». Эукариотическая клетка. 4 (3): 516–525. Дои:10.1128 / EC.4.3.516-525.2005. ЧВК  1087800. PMID  15755914.
  12. ^ Алвес, Жоао депутат; Klein, Cecilia C; да Силва, Флавия; Коста-Мартинс, Андре Джи; Серрано, Мирна Дж. Бак, Грегори А; Васконселос, Ана Тереза ​​Р.; Саго, Мари-Франс; Тейшейра, Марта М.Г.; Мотта, Мария Кристина М; Камарго, Эрней П. (2013). «Эндосимбиоз у трипаносоматид: геномное сотрудничество между бактерией и хозяином в синтезе незаменимых аминокислот сильно зависит от множественных горизонтальных переносов генов». BMC Эволюционная биология. 13 (1): 190. Дои:10.1186/1471-2148-13-190. ЧВК  3846528. PMID  24015778.
  13. ^ Klein, Cecilia C .; Алвес, Жоао М. П .; Серрано, Мирна Дж .; Бак, Грегори А .; Vasconcelos, Ana Tereza R .; Саго, Мари-Франс; Teixeira, Marta M. G .; Камарго, Эрни П .; Мотта, Мария Кристина М .; Паркинсон, Джон (2013). «Биосинтез витаминов и кофакторов в трипаносоматидах, несущих бактерии, зависит от симбиотической ассоциации, выявленной геномным анализом». PLoS ONE. 8 (11): e79786. Дои:10.1371 / journal.pone.0079786. ЧВК  3833962. PMID  24260300.
  14. ^ Алвес, Жоао М. П .; Voegtly, Логан; Матвеев, Андрей В .; Лара, Ана М .; да Силва, Флавия Майя; Серрано, Мирна Дж .; Бак, Грегори А .; Teixeira, Marta M. G .; Камарго, Эрни П. (2011). «Идентификация и филогенетический анализ генов синтеза гема у трипаносоматид и их бактериальных эндосимбионтов». PLoS ONE. 6 (8): e23518. Дои:10.1371 / journal.pone.0023518. ЧВК  3154472. PMID  21853145.
  15. ^ Motta MC, Martins AC, de Souza SS, Catta-Preta CM, Silva R, Klein CC, de Almeida LG, de Lima Cunha O, Ciapina LP, Brocchi M, Colabardini AC, de Araujo Lima B, Machado CR, de Almeida Soares CM, Probst CM, de Menezes CB, Thompson CE, Bartholomeu DC, Gradia DF, Pavoni DP, Grisard EC, Fantinatti-Garboggini F, Marchini FK, Rodrigues-Luiz GF, Wagner G, Goldman GH, Fietto JL, Elias MC, Goldman MH, Сагот MF, Перейра M, Stoco PH, де Мендонса-Нето Р.П., Тейшейра С.М., Масиэль Т.Э., де Оливейра Мендес Т.А., Урмени Т.П., де Соуза В., Шенкман С., де Васконселос А.Т. (2013). "Прогнозирование белков Angomonas deanei, Strigomonas culicis и их соответствующие эндосимбионты раскрывают новые аспекты семейства трипаносоматид ". PLoS ONE. 8 (4): e60209. Дои:10.1371 / journal.pone.0060209. ЧВК  3616161. PMID  23560078.
  16. ^ де Азеведо-Мартинс, Аллан К. Алвес, Жоао депутат; Гарсия де Мелло, Фернандо; Васконселос, Ана Тереза ​​Р.; де Соуза, Вандерли; Айникер-Ламас, Марсело; Мотта, Мария Кристина М (2015). «Биохимический и филогенетический анализ продукции фосфатидилинозита у Angomonas deanei, трипаносоматида, несущего эндосимбионт». Паразиты и векторы. 8 (1): 247. Дои:10.1186 / s13071-015-0854-х. ЧВК  4424895. PMID  25903782.
  17. ^ д'Авила-Леви CM, Сантос Л.О., Мариньо Ф.А., Маттеоли Ф.П., Лопес А.Х., Мотта М.С., Сантос А.Л., Бранкинья М.Х. (2008). "Crithidia deanei: влияние гомолога gp63 паразита на взаимодействие эндосимбионтсодержащих и апосимбиотических штаммов с Aedes aegypti средней кишки ". Exp Parasitol. 118 (3): 345–353. Дои:10.1016 / j.exppara.2007.09.007. PMID  17945218.
  18. ^ Мотта М.С., Катта-Прета С.М., Шенкман С., де Азеведо Мартинс А.С., Миранда К., де Соуза В., Элиас М.С. (2010). «Эндосимбионт бактерии Crithidia deanei подвергается скоординированному делению с ядром клетки-хозяина». PLoS ONE. 5 (8): e12415. Дои:10.1371 / journal.pone.0012415. ЧВК  2932560. PMID  20865129.
  19. ^ Du Y, McLaughlin G, Chang KP (1994). «Идентичность последовательностей рибосомной ДНК 16S бета-протеобактериальных эндосимбионтов в трех Критидия разновидность". Журнал бактериологии. 176 (10): 3081–3084. Дои:10.1128 / jb.176.10.3081-3084.1994. ЧВК  205468. PMID  8188611.
  20. ^ Frossard ML, Seabra SH, DaMatta RA, de Souza W., de Mello FG, Machado Motta MC (2006). «Эндосимбионт положительно модулирует орнитиндекарбоксилазу в трипаносоматидах хозяина». Biochem Biophys Res Commun. 343 (2): 443–449. Дои:10.1016 / j.bbrc.2006.02.168. PMID  16546131.
  21. ^ Ду Й, Маслов Д.А., Чанг К.П. (1994). «Монофилетическое происхождение эндосимбионтов протеобактерий бета-деления и их коэволюция с простейшими трипаносоматидными насекомыми» Blastocrithidia culicis и Критидия spp ". Proc Natl Acad Sci U S A. 91 (18): 8437–8441. Дои:10.1073 / пнас.91.18.8437. ЧВК  44621. PMID  7521530.

внешняя ссылка