STREPTOMYCES GRISEUS: CHARAKTERISTIKOS, GYVAVIMO CIKLAS IR NAUDOJIMO BŪDAI - BIOLOGIJA - 2025

Streptomyces griseus yra aerobinių, gramteigiamų bakterijų rūšis. Jis priklauso Actinobacteria grupei, priklausomai Actinomycetales, ir Streptomycetaceae šeimai.

Jos yra įprastos dirvožemyje esančios bakterijos. Jie buvo rasti kartu su augalų šaknimis rizosferoje. Kai kurie kamienai taip pat buvo išskirti giliųjų jūros vandenų ir nuosėdų mėginiuose bei pakrančių ekosistemose.

Streptomyces griseus matytas skenavimo elektronų mikroskopu. Autorius: Docwarhol, iš „Wikimedia Commons“. Šios rūšies sugebėjimas prisitaikyti prie didelės ekosistemų įvairovės sukėlė reikšmingą genetinę variaciją, kurią buvo bandoma suskirstyti į ekologinius rodiklius.

Ši rūšis, kaip ir kitos Streptomyces rūšys, gamina daug antrinių metabolitų, o tai suteikia didelę komercinę reikšmę. Tarp jų išsiskiria streptomicinas (aminoglikozidinis antibiotikas) - pirmasis antibiotikas, veiksmingai naudojamas prieš tuberkuliozę.

charakteristikos

S. griseus yra gramneigiama aerobinė bakterija, gaminanti miceliją. Ląstelės siena yra stora, sudaryta daugiausia iš peptidoglikano ir lipidų.

Ši rūšis vysto substratą ir oro gleivinę. Abiejų grybų tipai turi skirtingą morfologiją. Substrato grybienos hyfa gali būti 0,5–1 μm skersmens. Oro grybiena yra siūlinė ir mažai šakota.

Kultūrinėje terpėje šios grybienos pasižymi skirtingais pilkos spalvos atspalviais. Galinė kolonijos pusė yra pilkai gelsva. Jie negamina melanino pigmentų.

Sporų grandinės yra taisomos ir susideda iš 10-50 sporų. Jų paviršius yra lygus.

Ši rūšis naudoja gliukozę, ksilozę, manitolį ar fruktozę kaip anglies šaltinį. Kultūrinėse terpėse su arabinoze ar ramnoze kolonijų augimas nepastebėtas.

Optimali jo vystymosi temperatūra svyruoja nuo 25 iki 35 ° C.

Jie auga esant įvairiems pH diapazonams, nuo 5 iki 11. Tačiau jo augimas yra optimalus šarminėje aplinkoje, kur pH 9, todėl jis laikomas šarminiu.

Genetika

S. griseus genomas buvo visiškai išskaidytas. Jis turi linijinę chromosomą, turinčią daugiau nei aštuonis milijonus bazinių porų. Nepastebėta plazmidžių buvimo.

Chromosomoje yra daugiau nei 7000 ORF (atviro kadro RNR sekos). Yra žinoma daugiau nei 60% šių sekų funkcija. S. griseus GC kiekis yra maždaug 72%, kuris laikomas dideliu.

Antriniai metabolitai

Daugelis Streptomyces rūšių gamina daugybę antrinių metabolitų. Tarp jų randame antibiotikų, imunosupresantų ir fermentų inhibitorių.

Taip pat šios bakterijos yra pajėgios gaminti kai kuriuos pramoniniu požiūriu svarbius fermentus, tokius kaip gliukozės izomerazė arba transglutaminazė.

S. griseus atveju svarbiausias antrinis metabolitas yra streptomicinas. Tačiau šis organizmas gamina kitus junginius, pavyzdžiui, tam tikrų rūšių fenolius, kurie yra labai veiksmingi kontroliuojant įvairius fitopatogeninius grybus.

Taksonomija

Rūšis pirmiausia buvo aprašyta iš dirvožemio izoliatų iš Rusijos teritorijos. Tyrėjas Krainsky 1914 m. Jį identifikuoja kaip Actinomyces griseus.

Vėliau Waskmanas ir Curtis sugebėjo išskirti rūšis įvairiuose dirvožemio mėginiuose JAV. 1943 m. Waskmanas ir Henrici pasiūlė Streptomyces gentį, remdamiesi jų rūšies morfologija ir ląstelių sienelių tipu. Šie autoriai į šią gentį įtraukė rūšis 1948 m.

Filogenija ir sinonimai

S. griseus buvo pasiūlyti trys porūšiai. Tačiau molekuliniai tyrimai parodė, kad du iš šių taksonų atitinka S. microflavus rūšis.

Filogenetiniu požiūriu S. griseus sudaro grupę su S. argenteolus ir S. caviscabies. Šios rūšys yra labai panašios į ribosomų RNR sekas.

Remiantis RNR sekų palyginimu, buvo įmanoma nustatyti, kad kai kurie taksonai, laikomi kitomis rūšimis, išskyrus S. griseus, turi tą pačią genetinę sudėtį.

Todėl šie pavadinimai tapo rūšių sinonimija. Tarp jų turime S. erumpens, S. ornatus ir S. setonii.

Biologinis ciklas

Streptomyces rūšys vystymosi metu gamina dviejų rūšių grybieną. Substrato grybiena, sudaranti vegetatyvinę fazę, ir oro grybiena, kuri sukels sporas

Substrato grybienos formavimas

Tai atsiranda po sporų sudygimo. Hifos yra 0,5–1 µm skersmens. Jie išauga iš viršūnių ir išsivysto, sukurdami sudėtingą hifų matricą.

Yra nedaug segmentinių septų, galinčių turėti kelias genomo kopijas. Šiame etape bakterijos kaupiasi biomasėje naudodamos aplinkoje esančias maistines medžiagas.

Vystantis šiam grybienui, kai kurios septa ląstelės žūva. Subrendusio substrato grybiena pakaitomis keičiasi gyvi ir negyvi segmentai.

Kai bakterijos vystosi dirvožemyje ar panirusiuose pasėliuose, vyrauja vegetacinė fazė.

Oro grybienos formavimas

Vienu kolonijų vystymosi etapu pradeda formuotis grybiena, turinti mažiau šakų. S. griseus susidaro ilgos gijos, kurios yra labai mažai šakotos.

Mityba, reikalinga šiam grybienui formuotis, gaunama iš grybienos substrato lizės. Šioje fazėje rūšis gamina skirtingus antrinius metabolitus.

Sporų susidarymas

Šioje fazėje hifai sustabdo jų augimą ir pradeda suskaidyti skersai. Šie fragmentai greitai virsta apvaliomis sporomis.

Sporų grandinės yra sudarytos iš maždaug penkiasdešimt ląstelių. Sporos yra sferinės arba ovalios, 0,8–1,7 μm skersmens ir lygaus paviršiaus.

Programos

Pagrindinis su S. griseus susijęs vartojimas yra streptomicino gamyba. Tai baktericidinis antibiotikas. Pirmą kartą jis buvo aptiktas 1943 m. Albert Schatz rūšies štamais.

Streptomicinas yra vienas efektyviausių gydymo būdų tuberkuliozei, kurią sukelia Mycobacterium tuberculosis, gydyti.

Tačiau S. griseus turi ir kitų panaudojimo būdų. Rūšis gamina kitus antibiotikus, tarp kurių yra tokių, kurie puola navikus. Jis taip pat gamina komerciškai naudojamus proteolitinius fermentus, tokius kaip pronazės. Šie fermentai blokuoja natrio kanalų inaktyvaciją.

Kita vertus, pastaraisiais metais nustatyta, kad S. griseus gamina lakias medžiagas iš fenolių grupės, vadinamos karvakroliu. Ši medžiaga turi savybę slopinti įvairių fitopatogeninių grybų sporų ir micelių augimą.

Nuorodos

1. Andersonas A ir E Velingtonas (2001) Streptomyces ir susijusių genų taksonomija. Tarptautinis sisteminės ir evoliucinės mikrobiologijos žurnalas 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini ir M Yaghoobi (2014). Augalų grybelinių ligų biologinė kontrolė naudojant lakiąsias Streptomyces griseus medžiagas. Europos žurnalas Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) lobio kasyba ir poliravimas Streptomyces bakterijų gentyje. Biosci. Biotechnolis. Biochem., 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori ir S Horinouchi (2008). Streptomiciną gaminančio mikroorganizmo Streptomyces griseus geno seka IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X ir Y Huang (2010). Streptomyces griseus clade taksonominis įvertinimas, naudojant daugialąsčių sekų analizę ir DNR-DNR hibridizaciją, su pasiūlymu sujungti 29 rūšis ir tris porūšius kaip 11 genomo rūšių. Tarptautinis sisteminės ir evoliucinės mikrobiologijos žurnalas 60: 696-703.
6. „Yepes A“ (2010 m.) Dviejų komponentų sistemos ir antibiotikų gamybos iš „Streptomyces coelicolor“ reguliavimas. Disertacija siekiant gauti daktaro vardą iš Salamankos universiteto, Ispanija. 188 psl.