Shewanella - Shewanella

Shewanella
Shewanella oneidensis.png
Shewanella oneidensis
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гамма-протеобактерии
Заказ:
Alteromonadales
Семья:
Shewanellaceae

Иванова и другие. 2004
Род:
Shewanella

Макдонелл и Колуэлл 1985
Типовой вид
Shewanella putrefaciens
Разновидность

Shewanella единственный род, включенный в морские бактерии семья Shewanellaceae. Некоторые виды в нем ранее классифицировались как Альтеромонады. Shewanella состоит из факультативно анаэробных грамотрицательных стержней, большинство из которых находится в экстремальных водных средах, где температура очень низкая, а давление очень высокое.[2] Shewanella бактерии являются нормальным компонентом поверхностной флоры рыб и участвуют в порче рыбы.[3]

Shewanella oneidensis MR-1 - это широко используемая лабораторная модель для изучения анаэробного дыхания металлов и других анаэробных внеклеточных акцепторов электронов, а также для обучения микробиологическим заболеваниям. электрогенез и микробные топливные элементы.[4]

Метаболизм

В настоящее время известно Shewanella виды - гетеротрофные факультативные анаэробы.[5] В отсутствие кислорода представители этого рода обладают способностями, позволяющими использовать множество других акцепторов электронов для дыхания. К ним относятся тиосульфат, сульфит или элементарная сера,[6] а также фумарат.[7] Морские виды также продемонстрировали способность использовать мышьяк в качестве акцептора электронов.[8] Некоторые представители этого вида, особенно Shewanella oneidensis, обладают способностью дышать через широкий спектр металлов, включая марганец, хром, уран и железо.[9]Восстановление железа и марганца за счет Shewanella Было показано, что дыхание включает внеклеточный перенос электронов за счет использования бактериальных нанопроволок, расширений внешней мембраны.[10]

Приложения

Открытие некоторых респираторных способностей, которыми обладают представители этого рода, открыло двери для возможных применений этих бактерий. Возможности восстановления металлов потенциально могут быть применены для биоремедиации загрязненных ураном грунтовых вод.[11] при этом полученная восстановленная форма урана легче удаляется из воды, чем более растворимый оксид урана. Ученые, исследующие создание микробных топливных элементов, конструкции, в которых используются бактерии для индукции тока, также использовали способность некоторых видов металлов снижать количество металлов. Shewanella обладают как часть своего метаболического репертуара.[12]

Значимость

Одна из ролей, которые род Shewanella имеет в окружающей среде биоремедиация.[13] Shewanella виды обладают большой метаболической универсальностью; они могут восстанавливать различные акцепторы электронов.[2] Некоторые из используемых ими акцепторов электронов являются токсичными веществами и тяжелыми металлами, которые часто становятся менее токсичными после восстановления.[13] Примеры металлов, которые Shewanella способны восстанавливать и разлагать, включая уран, хром и железо.[14] Его способность снижать токсичность различных веществ делает Shewanella полезный инструмент для биоремедиации. Конкретно, Shewanella oneidensis штамм MR-1 часто используется для очистки загрязненных участков производства ядерного оружия.[14]

Shewanella также способствует биогеохимической циркуляции минералов.[2] Представители этого рода широко распространены в водных средах обитания, от глубокого моря до мелководья Антарктического океана.[13] Его разнообразные среды обитания в сочетании с его способностью восстанавливать различные металлы делают этот род критически важным для круговорота минералов.[2] Например, в аэробных условиях различные виды Shewanellaспособны окислять марганец.[15] При изменении условий одни и те же виды могут восстанавливать продукты оксида марганца.[15] Следовательно, поскольку Shewanella может как окислять, так и восстанавливать марганец, это очень важно для круговорота марганца.[15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты LPSN lpsn.dsmz.de
  2. ^ а б c d Эндотоксины: структура, функция и распознавание. Ван, Сяоюань., Куинн, Питер Дж. Дордрехт: Springer Verlag. 2010 г. ISBN  978-9048190782. OCLC  663096120.CS1 maint: другие (связь)
  3. ^ Адамс и Мосс, Пищевая микробиология, третье издание 2008 г., стр. 26, 138, 140,
  4. ^ Горби, Юрий А .; Янина, Светлана; Маклин, Джеффри С .; Россо, Кевин М .; Мойлс, Дайанна; Дохналкова, Алиса; Беверидж, Терри Дж .; Чанг, Ин Сеоп; Ким, Бён Хонг (25 июля 2006 г.). «Электропроводящие бактериальные нанопроволоки, производимые штаммом Shewanella oneidensis MR-1 и другими микроорганизмами». Труды Национальной академии наук. 103 (30): 11358–11363. Дои:10.1073 / pnas.0604517103. ISSN  0027-8424. ЧВК  1544091. PMID  16849424.
  5. ^ Серрес, Геномный анализ метаболизма источников углерода Shewanella oneidensis MR-1: прогнозы и эксперименты, Журнал бактериологии, Июль 2006 г.
  6. ^ Бернс, Анаэробное дыхание элементарной серы и тиосульфата с помощью Shewanella oneidensis MR-1 требует psrA, гомолога гена phsA Salmonella enterica Serovar Typhimurium LT2, Прикладная и экологическая микробиология, 19 июня 2009 г.
  7. ^ Пинчук и др., Метаболизм пирувата и лактата с помощью Shewanella oneidensis MR-1 в условиях ферментации, ограничения кислорода и дыхания фумарата., Прикладная и экологическая микробиология Декабрь 2011 г.
  8. ^ Салтыков и др., Динамика экспрессии мышьяка при дыхании и детоксикации у Shewanella sp. Штамм АНА-3, Журнал бактериологии, Ноя 2005
  9. ^ Тьедже, Шеванелла - экологически универсальный геном, Природа Биотехнологии
  10. ^ Пирбадиан и др., Бактериальные нанопроволоки Shewanella Oneidensis MR-1 представляют собой внешнюю мембрану и периплазматические расширения компонентов внеклеточного транспорта электронов, Биофизический журнал, Том 108, янв 2015
  11. ^ Ньюсом, Биогеохимия и биоремедиация урана и других приоритетных радионуклидов, Химическая геология, Volume 363, pp. 164-184, 10 января 2014 г.,
  12. ^ Хоффман и др., Двухкамерные биобатареи с иммобилизованными медиаторными электродами, Журнал прикладной электрохимии, том 43, выпуск 7, стр 629–636, 27 апреля 2013 г.
  13. ^ а б c Диков, Ребекка Б. (12 мая 2011 г.). «Гомология на уровне генома и филогения Shewanella (Gammaproteobacteria: lteromonadales: Shewanellaceae)». BMC Genomics. 12: 237. Дои:10.1186/1471-2164-12-237. ISSN  1471-2164. ЧВК  3107185. PMID  21569439.
  14. ^ а б Тим., Друг (2007). Третья область: нерассказанная история архей и будущее биотехнологии. Вашингтон, округ Колумбия: Джозеф Генри Пресс. ISBN  978-0309102377. OCLC  228173040.
  15. ^ а б c Райт, Митчелл H .; Farooqui, Saad M .; Белый, Алан Р .; Грин, Энтони С. (2016-08-15). «Производство наночастиц оксида марганца видами Shewanella». Прикладная и экологическая микробиология. 82 (17): 5402–5409. Дои:10.1128 / AEM.00663-16. ISSN  0099-2240. ЧВК  4988204. PMID  27342559.
  16. ^ НОВОЕ ТАКСА - Протеобактерии: Ким, Д. (2007). «Shewanella haliotis sp. Nov., Выделенная из кишечной микрофлоры морского ушка Haliotis Discus hannai». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 57 (12): 2926–2931. Дои:10.1099 / ijs.0.65257-0. PMID  18048751.

внешняя ссылка