Ультрамикробактерии - Ultramicrobacteria

Ультрамикробактерии находятся бактерии которые меньше 0,1 мкм3 при любых условиях роста.[1][2][3] Этот термин был введен в обращение в 1981 году для обозначения кокки в морской воде диаметром менее 0,3 мкм.[4] Ультрамикробактерии также были извлечены из почвы и представляли собой смесь Грамположительный, Грамотрицательный и виды без клеточной стенки.[5][2] Ультрамикробактерии обладают относительно высоким отношение площади поверхности к объему из-за их небольшого размера, что способствует росту под олиготрофный (то есть бедные питательными веществами) условия.[2] Относительно небольшой размер ультрамикробактерий также позволяет паразитизм более крупных организмов;[2] некоторые ультрамикробактерии оказались облигатными или факультативными паразитами различных эукариот и прокариот.[1][2] Одним из факторов, позволяющих ультрамикробактериям достигать своего небольшого размера, является минимизация генома.[1][2] например, в случае ультрамикробактерии P. ubique чей небольшой геном размером 1,3 мегабайта, по-видимому, лишен посторонних генетических элементов, таких как некодирующая ДНК, транспозоны, внехромосомные элементы и др.[2] Однако данные о геноме ультрамикробактерий отсутствуют.[2] поскольку изучению ультрамикробактерий, как и многих других прокариот, мешают трудности их выращивания.[3]

Микробактериальные исследования, проведенные в Berkeley Labs в Калифорнийском университете в Беркли, дали подробные микроскопические изображения ультрамелких видов микробов.[6] Изображенные клетки имеют средний объем 0,009 кубических микрон, что означает, что около 150 000 из них могут поместиться на кончике человеческого волоса.[6] Эти бактерии были обнаружены в образцах подземных вод из Рифла, штат Колорадо, после того, как вода была профильтрована через фильтры, которые, как считается, стерилизуют воду.[6] Затем эти образцы были доставлены в отдел наук о жизни лаборатории Беркли и проанализированы с помощью 2-D и 3-D криогенной просвечивающей электронной микроскопии. На изображениях этих сверхмалых бактерий видны плотные спирали ДНК, небольшое количество рибосом, волосовидные волокнистые придатки и минимизированные метаболические системы.[6] Такие клетки, вероятно, получают наиболее важные питательные вещества и метаболиты от других бактерий.[6] Геномное секвенирование образцов показало, что длина геномов составляет около 1 миллиона пар оснований, и что обнаруженные виды происходят из нескольких типов.[6] Бактерии сверхмалого размера считаются довольно обычным явлением, но их трудно обнаружить. [6]


Ультрамикробактерии обычно путают с ультрамикроэлементами, последние из которых являются бездействующий, стрессоустойчивые формы более крупных клеток, образующиеся в условиях голодания[1][2][7] (т.е. эти более крупные клетки подавляют свой метаболизм, прекращают рост и стабилизируют свою ДНК, чтобы создать ультрамикроэлементы, которые остаются жизнеспособными в течение многих лет.[1][8]), тогда как небольшой размер ультрамикробактерий не является ответом на голод и сохраняется даже в условиях, богатых питательными веществами.[3]

Период, термин «нанобактерии» иногда используется в научной литературе как синоним ультрамикробактерии,[2] но ультрамикробактерии отличаются от предполагаемых нанобактерий или «кальцифицирующих наночастиц», которые, как предполагалось, были живыми организмами диаметром 0,1 мкм.[9] Эти структуры теперь считаются неживыми,[10] и, вероятно, осажденные частицы неорганического материала.[11][12]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е Кавиккиоли, Рикардо; Островский, Мартин (июнь 2003 г.). Энциклопедия наук о жизни. Издательская группа "Природа". ISBN  9780470015902. Получено 26 сентября, 2017.
  2. ^ а б c d е ж г час я j Дуда, В; Сузина, Н; Поливцева, В; Боронин, А (2012). «Ультрамикробактерии: формирование концепции и вклад ультрамикробактерий в биологию». Микробиология. 81 (4): 379–390. Дои:10.1134 / s0026261712040054.
  3. ^ а б c Янссен, Питер; Шухманн, Александра; Мёршель, Эрхард; Рейни, Фредерик (апрель 1997 г.). «Новые анаэробные ультрамикробактерии, принадлежащие к линии verrucomicrobiales бактериального происхождения, выделенные разведением культуры из бескислородной рисовой почвы». Прикладная и экологическая микробиология. 63 (4): 1382–1388. ЧВК  168432.
  4. ^ Торрелла Ф., Морита Р.Ю. (1 февраля 1981 г.). «Микрокультуральное исследование изменений размера бактерий и образования микроколоний и ультрамикроколоний гетеротрофными бактериями в морской воде». Appl. Environ. Микробиол. 41 (2): 518–527. ЧВК  243725. PMID  16345721.
  5. ^ Иидзука Т., Яманака С., Нишияма Т., Хираиси А. (февраль 1998 г.). «Выделение и филогенетический анализ аэробных копиотрофных ультрамикробактерий из городской почвы». J. Gen. Appl. Микробиол. 44 (1): 75–84. Дои:10.2323 / jgam.44.75. PMID  12501296.
  6. ^ а б c d е ж г Кроц, Д. (2015). «Первые подробные микроскопические доказательства наличия бактерий на нижнем пределе жизни». Получено 2020-05-11. Cite имеет пустой неизвестный параметр: |1= (Помогите)
  7. ^ Велимиров, Б. (2001). "Нанобактерии, ультрамикробактерии и формы голода: поиск мельчайших метаболизирующих бактерий". Микробы и окружающая среда. 16 (2): 67–77. Дои:10.1264 / jsme2.2001.67. Архивировано из оригинал на 2009-01-13. Получено 2008-06-23.
  8. ^ Костертон Дж. В., Левандовски З., Колдуэлл Д. Е., Корбер Д. Р., Лаппин-Скотт Н. М. (1995). «Микробные биопленки». Анну. Rev. Microbiol. 49: 711–45. Дои:10.1146 / annurev.mi.49.100195.003431. PMID  8561477.
  9. ^ Урбано П., Урбано Ф. (май 2007 г.). «Нанобактерии: факты или вымыслы?». PLoS Pathog. 3 (5): e55. Дои:10.1371 / journal.ppat.0030055. ЧВК  1876495. PMID  17530922.
  10. ^ Каяндер Э.О. (июнь 2006 г.). «Нанобактерии - размножающиеся кальцифицирующие наночастицы». Lett. Appl. Микробиол. 42 (6): 549–52. Дои:10.1111 / j.1472-765X.2006.01945.x. PMID  16706890.
  11. ^ Рауль Д., Дранкур М., Азза С. и др. (Февраль 2008 г.). «Нанобактерии - это минерало-фетуиновые комплексы». PLoS Pathog. 4 (2): e41. Дои:10.1371 / journal.ppat.0040041. ЧВК  2242841. PMID  18282102.
  12. ^ Мартель Дж., Молодой Дж. Д. (апрель 2008 г.). «Предполагаемые нанобактерии в крови человека в виде наночастиц карбоната кальция». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105 (14): 5549–54. Дои:10.1073 / pnas.0711744105. ЧВК  2291092. PMID  18385376.
  13. ^ Сахин, Нуреттин; Gonzalez, Juan M .; Иидзука, Такаши; Хилл, Джанет Э. (1 июня 2010 г.). «Характеристика двух аэробных ультрамикробактерий, изолированных из городской почвы, и описание Oxalicibacterium solurbis sp. Nov». Письма о микробиологии FEMS. 307 (1): 25–29. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2010.01954.x. PMID  20370834.