STREPTOMYCES GRISEUS: OMINAISUUDET, ELINKAARI JA KÄYTTÖTAVAT - BIOLOGIA - 2026

Streptomyces griseus on aerobisten, gram-positiivisten bakteerien laji. Se kuuluu Actinobacteria-ryhmään Actinomycetales-järjestyksessä ja Streptomycetaceae-perheeseen.

Ne ovat maaperässä yleisiä bakteereja. Niitä on löydetty yhdessä kasvien juurten kanssa risosfäärissä. Joitakin kantoja on eristetty myös syvänmeren vesien ja sedimenttien näytteistä ja rannikkoekosysteemeistä.

Streptomyces griseus skannaavalla elektronimikroskoopilla. Kirjoittaja: Docwarhol, kirjoittanut Wikimedia Commons: Tämän lajin sopeutumiskyky ekosysteemien suureen monimuotoisuuteen on tuottanut tärkeän geneettisen variaation, joka on yritetty luokitella ekovarastoihin.

Tämä laji, kuten muutkin Streptomyces-lajit, tuottaa suuren määrän sekundaarisia metaboliitteja, mikä antaa sille suuren kaupallisen merkityksen. Niistä erottuu streptomysiini (aminoglykosidiantibiootti), joka on ensimmäinen antibiootti, jota käytetään tehokkaasti tuberkuloosia vastaan.

ominaisuudet

S. griseus on gram-positiivinen aerobinen bakteeri, joka tuottaa myseelia. Soluseinä on paksu, koostuu pääasiassa peptidoglykaanista ja lipideistä.

Tämä laji kehittää sekä substraattia että ilmiön myseelia. Molemmilla sienseeliotyypeillä on erilainen morfologia. Substraatin myseelin hyfa voi olla halkaisijaltaan 0,5 - 1 um. Antennimyrium on rihmainen ja vähän haarautunut.

Kasvatusväliaineessa nämä sienseinämät esittävät erilaisia ​​harmaasävyjä. Pesäkkeen kääntöpuoli on harmahta kellertävä. Ne eivät tuota melaniinipigmenttejä.

Itiöketjut ovat tasoitettavia ja koostuvat 10-50 itiöstä. Näiden pinta on sileä.

Laji käyttää hiililähteenä glukoosia, ksyloosia, mannitolia tai fruktoosia. Kasvatusväliaineissa, joissa on arabinoosia tai ramnoosia, pesäkkeiden kasvua ei havaita.

Optimaalinen lämpötila sen kehitykselle on 25 - 35 ° C.

Ne kasvavat laajalla pH-alueella, välillä 5 - 11. Sen kasvu on kuitenkin optimaalinen emäksisissä ympäristöissä, joiden pH on 9, minkä vuoksi sitä pidetään alkalisena.

Genetiikka

S. griseuksen genomi on sekvensoitu kokonaan. Sillä on lineaarinen kromosomi, jossa on yli kahdeksan miljoonaa emäsparia. Plasmidien läsnäoloa ei ole havaittu.

Kromosomissa on yli 7000 ORF: ää (avoimen kehyksen RNA-sekvenssit). Yli 60%: lle näistä sekvensseistä tunnetaan niiden suorittama funktio. S. griseuksen GC-pitoisuus on noin 72%, jota pidetään korkeana.

Toissijaiset metaboliitit

Suurin osa Streptomyces-lajeista tuottaa suuren määrän sekundaarisia metaboliitteja. Näistä löydämme antibiootteja, immunosuppressantteja ja entsyymien estäjiä.

Samoin nämä bakteerit kykenevät tuottamaan joitain teollisesti tärkeitä entsyymejä, kuten glukoosi-isomeraasia tai transglutaminaasia.

S. griseuksen tapauksessa tärkein sekundaarinen metaboliitti on streptomysiini. Tämä organismi tuottaa kuitenkin muita yhdisteitä, kuten tietyntyyppisiä fenoleja, jotka ovat erittäin tehokkaita torjumaan erilaisia ​​kasvien patogeenisiä sieniä.

Taksonomia

Lajia kuvataan ensin Venäjän alueen maa-isolaateista. Tutkija Krainsky tunnisti sen vuonna 1914 Actinomyces griseukseksi.

Myöhemmin Waskman ja Curtis pystyivät eristämään lajit useista Yhdysvaltojen maaperänäytteistä. Vuonna 1943 Waskman ja Henrici ehdottivat Streptomyces-suvun lajien morfologian ja soluseinätyypin perusteella. Nämä kirjoittajat sijoittavat lajin tähän sukuun vuonna 1948.

Fylogeny ja synonyymit

S. griseukselle oli ehdotettu kolme alalajia. Molekyylitutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet, että kaksi näistä taksoista vastaa lajeja S. microflavus.

Fylogeneettisestä näkökulmasta S. griseus muodostaa ryhmän S. argenteoluksen ja S. caviscabiesin kanssa. Näillä lajeilla on suuri samankaltaisuus suhteessa ribosomaalisiin RNA-sekvensseihin.

RNA-sekvenssien vertailun perusteella on ollut mahdollista todeta, että joillakin taksoilla, joita pidetään muilla lajeilla kuin S. griseus, on sama geneettinen koostumus.

Siksi näistä nimistä on tullut synonyymi lajien kanssa. Näistä meistä on S. erumpens, S. ornatus ja S. setonii.

Biologinen sykli

Streptomyces -lajit tuottavat kehitystään kahteen tyyppistä siensekoitusta. Substraatti-sienseeli, joka muodostaa vegetatiivisen vaiheen, ja ilma-sieneli, joka aiheuttaa itiöitä

Substraatin sienseen muodostuminen

Tämä johtuu itiön itämisestä. Hifien halkaisija on 0,5 - 1 um. Ne kasvavat maista ja kehittävät seurauksia tuottaen monimutkaisen hyfae-matriisin.

Harvoja lokeroituja septoja on läsnä, jotka voivat esittää useita kopioita genomista. Tämän vaiheen aikana bakteerit hyödyntävät ympäristössä esiintyviä ravintoaineita biomassan keräämiseksi.

Tämän sieneliön kehittyessä eräiden septojen solukuolema tapahtuu. Kypsän substraatin sienseassa elävät ja kuolleet segmentit vuorottelevat.

Kun bakteerit kehittyvät maaperässä tai upotetuissa kasveissa, vegetatiivinen vaihe on vallitseva.

Ilmahuovan muodostuminen

Yhdessä vaiheessa pesäkkeiden kehityksessä alkaa muodostua sieni, jossa on vähemmän oksia. S. griseuksessa muodostuu pitkiä filamentteja, jotka ovat hyvin vähän haarautuneita.

Tämän sienen muodostumiseen tarvittava ravitsemus saadaan substraatin sieneli -solujen hajottamalla. Tässä vaiheessa laji tuottaa erilaisia ​​sekundaarisia metaboliitteja.

Itiöiden muodostuminen

Tässä vaiheessa hyfae pysäyttää niiden kasvun ja alkaa pirstoutua poikittain. Nämä fragmentit muuttuvat nopeasti pyöristetyiksi itiöiksi.

Itiöketjut muodostetaan koostuen noin viisikymmentä solua. Itiöt ovat pallomaisia ​​tai soikeita, halkaisijaltaan 0,8 - 1,7 um ja sileä pinta.

Sovellukset

Tärkein S. griseukseen liittyvä käyttö on streptomysiinin tuotanto. Tämä on bakterisidinen antibiootti. Albert Schatz havaitsi sen ensimmäisen kerran vuonna 1943 lajin kannoista.

Streptomysiini on yksi tehokkaimmista hoidoista Mycobacterium tuberculosis -bakteerin aiheuttaman tuberkuloosin hoidossa.

S. griseuksella on kuitenkin muita käyttötapoja. Laji tuottaa muita antibiootteja, joista jotkut torjuvat kasvaimia. Se tuottaa myös kaupallisesti käytettyjä proteolyyttisiä entsyymejä, kuten pronaaseja. Nämä entsyymit estävät natriumkanavien inaktivoitumisen.

Toisaalta viime vuosina on todettu, että S. griseus tuottaa haihtuvia aineita karvakroliksi kutsuttujen fenolien ryhmästä. Tällä aineella on kyky inhiboida erilaisten fytopatogeenisten sienien itiöiden ja sieni-sienten kasvua.

Viitteet

1. Anderson A ja E Wellington (2001) Streptomyces-taudin ja vastaavien sukujen taksonomia. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini ja M Yaghoobi (2014) Kasvien sienisairauksien biologinen torjunta käyttämällä Streptomyces griseuksen haihtuvia aineita. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Aarteen louhinta ja kiillotus Streptomyces-bakteerisukussa. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283 - 299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori ja S Horinouchi (2008) Streptomyces-tuottavan mikro-organismin Streptomyces griseus genomisekvenssi IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X ja Y Huang (2010) Streptomyces griseus -kladon taksonominen arviointi käyttämällä multilocus-sekvenssianalyysiä ja DNA-DNA-hybridisaatiota ehdotuksella yhdistää 29 lajia ja kolme alalajia 11 genomisena lajana. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Kaksikomponenttiset järjestelmät ja antibioottituotannon säätely Streptomyces coelicolorista. Tutkielma tohtorin tutkinnon saamiseksi Salamancan yliopistosta, Espanja. 188 s.