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| シトロバクター・フロインディ | |
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科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | シュードモナドタ |
| クラス： | ガンマプロテオバクテリア |
| 注文： | 腸内細菌 |
| 家族： | 腸内細菌科 |
| 属: | シトロバクター |
| 種： | C.フロインディ
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| 二名法名 | |
| シトロバクター・フロインディ (ブラーク 1928) ワークマンとギレン 1932 [1]
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シトロバクター フロインディは、現在 13 種が認められている腸内細菌科の通性嫌気性グラム陰性細菌の一種です。これらの細菌は、典型的には長さ 1～5 μm の桿菌です。ほとんどのC. フロインディの細胞には、運動に使われる複数の鞭毛がありますが、運動しない分類群の中には鞭毛を持たないものもあります。C . フロインディは土壌に生息する微生物ですが、水、下水、食品、動物や人間の腸管にも生息しています。シトロバクター属は、1932 年に Werkman と Gillen によって発見されました。C . フロインディの培養物は、同年に土壌抽出物から分離され、特定されました。
細胞の形態と特徴
C. freundii由来の菌体外多糖類はヒドロキシラジカルを標的とし、抗酸化作用を発揮します。[2]これらの抗酸化特性は、多くの異なる物理的および化学的特性と関連しています。[2]
C. freundii は、いくつかの癌の治療にもプラスの影響を与える可能性があり、具体的には、子宮頸癌の殺菌と治療に効果があることがわかっています。[2] C. freundiiの特定の分離株は、子宮頸癌細胞に由来する不死のヒト細胞株であるHeLa細胞に対して毒性があります。[2]
C. freundiiはヤギの細胞に見られる攻撃的な付着パターンを持ち、それが病原性に関与していることが示されていますが、感染を保証するものではありません。[3]
バイオフィルム形成はC. freundiiの感染率に大きな役割を果たしており、付着だけでなく室温でのバイオフィルム形成を含むさまざまな感染モードを示しています。[3]バイオフィルムの強力な付着は抗菌遺伝子の耐性のリザーバーにもなり得ます。つまり、これらのケースでは付着が直接感染を引き起こしていなくても、付着が耐性を生み出していることになります。[3]
25°C では、結腸上皮細胞に凝集パターンで付着することで形成される、細胞毒性のない多剤耐性C. freundii株によって大きなバイオフィルムが形成されます。 [3]透過型電子顕微鏡を使用したところ、凝集性の株には表面に見える線毛がないことがわかりました。バイオフィルムを形成する線毛の発現は、一部の腸内細菌科細菌と同様に、温度によって制御できます。[3]バイオフィルムの形成率は比較的低いことが示されていますが、室温で増殖した後、より多くのC. freundii株が強力なバイオフィルムを形成することが示されており、病院のような環境でこの株が持続するのに役立ちます。これは、これらの株が、病気の成功と宿主内での持続に関しては、他の株とは異なる戦略を使用して成功していることを示唆しています。[3]これは、バイオフィルムの形成が温度の違いによって非常に強く影響を受ける可能性があることを示しています。[3]
系統発生とゲノム進化
C. freundiiは大腸菌やサルモネラ属よりも系統学的に多様であり、多系統属であることを示しています。 [4] C. freundii は表現型の多様性があるため、特に抗原性や病原性だけでなく細胞形態も多様であるため、識別が非常に困難です。[4]
C. freundii は、分類群内で大きく分かれた 2 つの異なる系統により、高度なヌクレオチド多様性を持っています。[5]系統情報に基づくと、これらの系統区分は地理や宿主種に関する情報と完全に相関しており、これらの要因が選択性に関して重要であることを示しています。[5]各遺伝子に関しては、種はさまざまな分類群間で異なる場合があり、一部のツリーの分岐した枝が他のツリーでは密接に関連しているように見える場合があります。系統のこの分割にもかかわらず、C. freundiiのすべての株はクエン酸を利用します。[5]
進化のさらなる証拠は、 C. freundii由来の 2 つのクラスのベータラクタマーゼ、CMY-2 AmpC ベータラクタマーゼと TEM-1 ベータラクタマーゼから得ることができます。これらはどちらもベータラクタムに対する耐性を持たず、自然に発生する耐性アレルを伝達しません。[6]試験管内進化では、CMY-2 と TEM-1 の両方でセフェピムに対する耐性進化の可能性があることが示されています。[6] CMY-2 と TEM-1 が獲得した耐性は、グラム陰性細菌に対するものです。[6]進化していない CMY-2 は TEM-1 よりも高い耐性を示します (4 倍)。しかし、両方が進化すると、TEM-1 は CMY-2 よりも高いレベルの耐性を生み出しました。[6]
代謝の詳細
C. freundii はグリセロール上で増殖し、それを唯一の炭素源およびエネルギー源として利用する能力を持つ。この生物はプロパンジオールを処理できる細菌微小区画を含む。C . freundii は、陽性のMRおよび陰性のVP試験、陽性のカタラーゼおよび陰性のオキシダーゼ試験を示す。C . freundii はデンプン、脂質、ゼラチンを加水分解できない。[7] C. freundii は、皮なめし工場で使用されるタンニン酸の生分解性についても研究されている。[8]
C. freundii には、フェンバレレート分解細菌株 CD-9 が含まれています。CD-9 によるフェンバレレート分解には、中間生成物の分解も含まれます。これにより、最終的に実験終了時に中間生成物が蓄積するのを防ぐことができ、この株はエステルを完全に代謝し、フェンバレレート分解のための完全な代謝経路を組み込むことができることが示されています。 [9] CD-9 の最適条件は、フェンバレレート濃度 77 mg/L、pH 6.3、接種量 6% (v/v) です。[9]これらの条件では、72 時間で 88% のフェンバレレート分解が促進されます。[9]フェンバレレート分解を引き起こす酵素は、細胞内酵素であることがわかりました。[9]
ユニークな適応遺伝子は、多数の代謝経路、すなわちtat依存性タンパク質分泌、DNA組換え、および修復プロセスがすべて、循環系におけるC. freundiiの生存に不可欠であることを示している。 [10]これらの発見は、宿主の主な炭素源を特定する必要性、または宿主環境における個々の炭素消費経路の喪失を適応させるC. freundiiの能力のいずれかを示唆している。 [10] C. freundiiのtatC変異体は、野生型株と比較して遊泳運動性が約半分に低下し、遊泳運動性はトランス遺伝子の相補性によって完全に回復した。これらの結果は、tatC機能がない場合の運動性欠陥を強調している。しかし、tatC変異体では遊泳がほとんど観察されないため、鞭毛機能はある程度保持されている可能性がある。[10]
より広範なシステムとの関連性
C. freundiiは土壌微生物叢の一員としてもよく知られています。この微生物は環境中の窒素循環において重要な役割を果たしています。C . freundiiは窒素固定細菌でもあり、このプロセスはサッサフラス樹の生体組織で実証されています。このプロセスは、環境中の硝酸塩を亜硝酸塩に還元する役割を部分的に担っているという証拠となります。[8]
C. freundii は、さまざまな環境源からヒトや他の動物の腸管にも見られます。C . freundiiは、健康なヒトの腸内微生物叢の一般的な構成要素です。[11]ほとんどの株は有益ですが、株間では、ゲノムの 99% 以上を共有する株でさえ、表現型の大きな違いがあります。[12] C. freundiiと健康な人の相互作用は通常、非病原性であると見なされています。しかし、 C. freundii が血流に入ると、敗血症に進行する可能性のある生命を脅かす感染症を引き起こす可能性があります。その結果、C. freundiiは、医療現場で頻繁に遭遇するグラム陰性細菌種の限られたグループに属し、さまざまな基礎疾患を持つ人々にさまざまな病気を引き起こす可能性があります。[10]
毒素産生C. freundiiはまれであり、ヒトの健康に対する主な影響は日和見病原体としてである。[10]そのため、C. freundiiは、免疫不全患者の尿路、呼吸器、創傷、循環器、その他の部位の感染症など、幅広い疾患を引き起こす。[10] [13]北米の医療施設によると、シトロバクター属は腸内細菌科感染症の3～6％を占めており、ヒト感染症に関連する最も頻繁な菌株の1つである。[10]
大腸菌の病原型やサルモネラで特定されているものと同一または相同な毒性遺伝子が、C. freundiiでも特定されています。[4]非定型C. freundiiの親株から可逆的な表現型の変化は、変動する環境の結果として特定されています。[4]これに対する考えられる説明として、細菌株から生まれた子孫は、厳しい条件下での生存率を高めるために、さまざまな程度の表現型の変化を伴って生成されるという仮説があります。[4]自然の細菌集団では、ゲノムの変化は起こり得るし、実際に起こるのですが、これらの変化の多くは有害となり、自然淘汰圧の条件下では集団のごく一部しか生き残れないことがわかっています。[4]
参考文献
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外部リンク
- 「Citrobacter freundii」。NCBI分類ブラウザ。546。
- BacDive の Citrobacter freundii の標準株 - 細菌多様性メタデータ