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| バクテロイデス | |
|---|---|
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| バクテロイデス・ビアクティス | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| クレード: | FCBグループ |
| (ランク外): | バクテロイデス-クロロビウム属 |
| 門: | バクテロイド タ Krieg et al. 2021年[1] |
| クラス[2] | |
| 同義語 | |
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バクテロイデス門（同義語：バクテロイデス）は、グラム陰性、非胞子形成、嫌気性または好気性、桿菌の3つの大きなクラスで構成され、 土壌、堆積物、海水などの環境、ならびに動物の腸内や皮膚に広く分布しています。
バクテロイデス属の中には日和見病原体となるものもありますが、多くのバクテロイデス属は消化管に高度に適応した共生種です。バクテロイデス属は腸内に非常に多く存在し、腸管内容物 1 g あたり最大 10 11 個の細胞に達します。バクテロイデス属は、タンパク質や複合糖ポリマーの分解など、宿主にとって不可欠な代謝変換を行います。バクテロイデス属は、母乳中の消化されないオリゴ糖がバクテロイデス属とビフィズス菌属の両方の成長を促進するため、乳児の消化管にすでに定着しています。バクテロイデス属は、特定の相互作用を通じて宿主の免疫系によって選択的に認識されます。 [4]
歴史
バクテロイデス・フラギリスは、 1898年に虫垂炎などの臨床例に関連するヒト病原体として初めて分離されたバクテロイデス属の種である。 [4]これまでのところ、バクテロイデス綱の種が最もよく研究されており、バクテロイデス属（ヒトを含む温血動物の糞便中に豊富に存在する生物）や、ヒトの口腔内に生息する生物群であるポルフィロモナス属が含まれる。バクテロイディア綱は、以前はバクテロイデス門と呼ばれていたがバーギーの「系統的細菌学マニュアル」の第4巻[明確化]で名前が変更された。 [5]
長い間、グラム陰性消化管細菌の大部分はバクテロイデス属に属すると考えられてきましたが、近年、バクテロイデス属の多くの種が再分類されています。現在の分類に基づくと、消化管のバクテロイデス門の種の大部分は、バクテロイデス科、プレボテラ科、リケネラ科、およびポルフィロモナダ科に属します。 [4]この門は、緑藻門、線維性細菌門、ゲムマティモナド門、カルディトリコタ門、および海洋グループA とともに、 FCBグループまたは上門を形成することもあります。[6]キャバリエ・スミスによって提案された代替分類システムでは、この分類群はスフィンゴ細菌門の綱です。
医学的および生態学的役割
消化管微生物叢において、 バクテロイデス属は代謝能が非常に広く、消化管微生物叢の中で最も安定した部分の1つと考えられています。バクテロイデス属の存在量の減少は、場合によっては肥満と関連しています。この細菌群全体としては、過敏性腸症候群の患者における存在量の変化について矛盾する証拠がありますが、その属であるバクテロイデス属が豊富に含まれており、[7] 1型および2型糖尿病の発症に関与している可能性があります。[4] バクテロイデス属は、プレボテラ属とは対照的に、遺伝子の豊富さが低い被験者のメタゲノムに豊富に含まれていることが最近発見され、肥満、インスリン抵抗性、脂質異常症、炎症性表現型に関連しています。フラボバクテリア目とスフィンゴバクテリア目に属するバクテロイデス属は典型的な土壌細菌であり、ヒトの口腔内で検出されるカプノシトファガ属とスフィンゴバクテリウム属を除いて、消化管内ではまれにしか検出されない。[4]
バクテロイデス門は腸内細菌叢に限らず、地球上の様々な生息地に生息しています。[8]例えば、バクテロイデス門は、「シュードモナス門」、「バシロタ門」、「放線菌門」とともに、根圏で最も豊富な細菌群の一つでもあります。[9]これらは、耕作地、温室土壌、未開発地域など、様々な場所の土壌サンプルで検出されています。[8] バクテロイデス門は、淡水湖、河川、海洋にも生息しています。海洋環境、特に遠洋の細菌プランクトンの重要な構成要素として認識されるようになっています。[8]好塩性バクテロイデス門のサリニバクター属は、高塩分湖の塩分飽和塩水などの高塩分環境に生息しています。サリニバクターは、同じ環境に生息するハロバクテリウムやハロクアドラタムなどの好塩性古細菌 と多くの特性を共有しています。表現型的には、サリニバクターはハロバクテリウムと非常に類似しているため、長い間未確認のままでした。[10]
代謝
消化管のバクテロイデス属は、主な最終産物としてコハク酸、酢酸、場合によってはプロピオン酸を生成します。アリスティペス属、バクテロイデス属、パラバクテロイデス属、プレボテラ属、パラプレボテラ属、アロプレボテラ属、バルネシエラ属、タンネレラ属に属する種は糖分解性ですが、オドリバクター属とポルフィロモナス属に属する種は主に無糖分解性です。バクテロイデス属とプレボテラ属の一部は、デンプン、セルロース、キシラン、ペクチンなどの複雑な植物性多糖類を分解できます。バクテロイデス属は、細胞に結合したプロテアーゼに割り当てられるタンパク質分解活性によって、タンパク質代謝においても重要な役割を果たします。一部のバクテロイデス属は、尿素を窒素源として利用する能力を持っています。バクテロイデス属のその他の重要な機能には、胆汁酸の脱抱合と粘液上での増殖があります。[4]バクテロイデス属（フレキシバクター、サイトファガ、スポロサイトファガおよびその近縁種）の多くのメンバーは、フレキシルビングループの色素の存在により、黄橙色からピンク赤色をしています。一部のバクテロイデス属株では、フレキシルビンがカロテノイド色素とともに存在することがあります。カロテノイド色素は通常、このグループの海洋性および好塩性メンバーに見られますが、フレキシルビン色素は臨床的、淡水または土壌に定着する代表者に多く見られます。[11]
ゲノミクス
比較ゲノム解析により、バクテロイデス門のほとんどの種に存在する27のタンパク質が特定されました。これらのうち、1つのタンパク質は配列決定されたすべてのバクテロイデス門種に見られ、他の2つのタンパク質はバクテロイデス属の種を除くすべての配列決定された種に見られます。この属にこれら2つのタンパク質がないのは、選択的遺伝子喪失によるものと考えられます。[6]さらに、 Cytophaga hutchinsoniiを除くすべてのバクテロイデス門種に存在する4つのタンパク質が特定されていますが、これも選択的遺伝子喪失によるものと考えられます。さらに8つのタンパク質が特定されており、Salinibacter ruber を除くすべての配列決定されたバクテロイデス門ゲノムに存在します。これらのタンパク質がないのは選択的遺伝子喪失によるものかもしれませんし、 S. ruber が非常に深く枝分かれしているため、これらのタンパク質の遺伝子はS. ruberの分岐後に進化したのかもしれません。保存されたシグネチャーインデルも特定されています。 ClpBシャペロンのこの3アミノ酸欠失は、S. ruberを除くバクテロイデス門のすべての種に存在します。この欠失は、1種の緑藻類と1種の古細菌にも見られ、水平遺伝子伝播によるものと考えられます。これら27のタンパク質と3アミノ酸欠失は、バクテロイデス門の分子マーカーとして機能します。[6]
関連性バクテロイデス、緑藻類、 そして線維性細菌門
バクテロイデス門と緑藻門の種は、系統樹で非常に密接に枝分かれしており、密接な関係があることを示しています。比較ゲノム解析により、バクテロイデス門と緑藻門のほぼすべてのメンバーに共通する3つのタンパク質が特定されました。[6]これら3つのタンパク質の共有は重要です。なぜなら、これら以外に、バクテロイデス門と緑藻門のどちらのタンパク質も、他の細菌群と共有されていないからです。また、門のメンバーに共通する保存されたシグネチャインデルもいくつか特定されています。これらの分子シグネチャの存在は、これらの密接な関係を裏付けています。[6] [12]さらに、線維性バクテロイデス門は、これら2つの門に特に関連していることが示されています。これら 3 つの門からなる系統群は、多数の異なるタンパク質に基づく系統解析によって強力に支持されています[12]これらの門は、多数の重要なタンパク質における保存されたシグネチャインデルに基づいて、同じ位置で分岐しています。[13]最後に、そして最も重要なのは、これら 3 つの門のすべての種に一意に共有されている 2 つの保存されたシグネチャインデル (RpoC タンパク質およびセリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ) と 1 つのシグネチャタンパク質 PG00081 が特定されていることです。これらの結果はすべて、これら 3 つの門の種が他のすべての細菌を除いて共通の祖先を共有していたことを示す説得力のある証拠であり、これらはすべて単一の「FCB」大門の一部として認識されるべきであると提案されています。[6] [12]
系統発生
現在受け入れられている分類法は、命名法に定められた原核生物名のリスト[2]に基づいています。
参照
参考文献
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外部リンク
- バクテロイデス、クロロビ、フィブロバクテリア属の系統学と進化研究 2019-03-22 にWayback Machineにアーカイブ細菌（原核生物）系統学 Web ページ
