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| フラボバクテリア | |
|---|---|
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| 血液寒天培地上のエリザベスキンギア・メニンゴセプティカ | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | バクテロイデス |
| クラス： | フラボバクテリア・ ベルナルデット 2012 [1] |
| 注文[2] | |
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Flavobacteriia綱は、環境 細菌の単一の綱から構成される。[3]この綱には、バクテロイデス門の中で最大の科であるFlavobacteriaceae科が含まれる。[4]この綱は、土壌、淡水、海水の生息地に広く分布している。[5]この名前はFlavobacteriaと綴られることが多いが、2012年に正式にFlavobacteriiaと命名された。[6] [7]
フラボバクテリアはグラム陰性の好気性桿菌で、長さ2～5μm、幅0.1～0.5μm、先端は丸みを帯びているか先細りになっている。[6]寒天培地上で円形のクリーム色からオレンジ色のコロニーを形成し、培養は一般的に容易である。[5]フラボバクテリアは化学有機栄養菌であり、高分子量の溶解有機物や粒子状の植物質を無機化または分解する能力があることで知られている。[8]
フラボバクテリアは多くの生物に病気を引き起こす可能性があるため、環境と人間社会の両方に影響を及ぼします。有機物や汚染物質の分解に重要であり、海洋バイオフィルムの形成に重要な役割を果たします。[9]また、一部の動物種に細菌性冷水病やコラムナリス病などの病気を引き起こすことも知られています。[10] [11]
分類
フラボバクテリウム属はバクテロイデス門の4つの綱の中で最大の綱である。これは単目綱であり、その最大の科はフラボバクテリウム科である。[4]フラボバクテリウム科はバクテロイデス 門の中で最大の科である。この科には90を超える属と数百の種が含まれる。[4]フラボバクテリ ウム属はフラボバクテリウム属の研究で最もよく用いられる。この属には100の分類済み種があり、さらに多くの未分類種がある。[12]最近の分類学の更新により、いくつかのフラボバクテリウム種がミクロバクテリウム属、サレゲンチバクター属、プラノコッカス属などの新しい属に再分類されている。[13]
- ドメインバクテリア
歴史
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フラボバクテリウム属は1889年に設立されました。[13] 1923年にバーギーの細菌学マニュアルに初めて記載され、議論された46種の最初の1つが含まれていました。[14]このマニュアルでは、フラボバクテリウムをグラム陰性、非胞子形成、好気性、非滑走性桿菌と定義しています。[14] 1999年、フラボバクテリウムのコロニーに黄色の色素があることが発見されました。また、滑走して移動し、酸素がある場合にのみ成長することが確認されました。[15]
1922年、魚類に重大な影響を及ぼすコラムナリス病の原因菌であるFlavobacterium columnareがミシシッピ川で発見され、この病気はこの種の病気としては最も古いものの一つとなった。[11]この病気は1944年にミクソバクテリアに分類されたが、 1996年に10種とともにFlavobacterium columnareに改名された。 [16] [4] Flavobacteriiaには、黄色で桿菌の無関係な種が多数含まれていたが、rRNAの配列決定により系統関係が推測され、分類学が変化し安定化した。[4]
1978年、細菌性鰓病は特定の細菌に関連していることが正式に発見されました。[17] 1989年には、米国、日本、ハンガリーの魚から分離した菌株を用いた研究が行われました。[18] 1985年に、ついにFlavobacterium branchiophilaという名前が付けられました。[18] 1990年に、Flavobacterium branchiophilumが正しい現在の命名法として正式に認められました。[18]
生息地
フラボバクテリアは広く分布しており、水生系に多く生息しています。[5]病気の魚、微生物マット、淡水および河川堆積物、海水および海洋堆積物、土壌、氷河、南極の湖などで発見されています。[20] [5]有機基質の投入量が多い地域では、有機物の吸収、分解、分解における役割から、フラボバクテリアの優位性につながるため、フラボバクテリアの生息数が増加します。[13]フラボバクテリアは海洋堆積物に多く生息し、深度が増すにつれて減少し、植生のない堆積物を好みます。[21]
これらの細菌は、融解池、固体氷床コア、海氷、塩水、および光合成層にも豊富に存在します。[20]より具体的には、これらの光合成層は、フラボバクテリアが植物プランクトンブルームや湧昇帯などの生産環境に多く存在することを示しています。[21]フラボバクテリアは海洋バイオフィルムの重要なメンバーです。[9]フラボバクテリアは海洋バイオフィルムの機能に大きな影響を与えますが、その存在量は大幅に過小評価されていると考えられています。[9]
フラボバクテリアは海洋以外のシステムにも存在し、アジア地域、特に韓国、中国、日本、インドで最も一般的です。[13]
形態学
フラボバクテリアはグラム陰性の桿菌の一種で、大きさは通常幅0.1μm～0.5μm、長さ2μm～5μmである。[6] [22]フラボバクテリアの種によって、ゲノムサイズは1.85x10 9ダルトンから3.9x10 9ダルトンの範囲である。 [23]フラボバクテリアは胞子を形成することもできない。[22]フラボバクテリアは細胞壁の構成によりグラム陰性に分類される。細胞壁は薄いペプチドグリカン層と、それを囲むリポ多糖類からなる外膜から構成される。[24]これらの細菌の桿菌の形状は、通常、直線またはわずかに湾曲した平行な側面と、丸みを帯びたまたはわずかに先細りの端部を有する。[6] [8]フラボバクテリアの全体的なコロニーの形態は、滑らかな外観を持つ凸型またはわずかに凸型の円形を呈する。[8]これらのコロニーは通常わずかに半透明に見え、カロテノイドやフレキシルビンなどの色素の存在により、淡黄色/クリーム色からオレンジ色までの色の範囲があります。[5] [8]
フラボバクテリアは鞭毛を持たず、滑走運動に頼るか、運動しない。[23] [25]滑走運動により、フラボバクテリアは湿式スライドガラスや寒天培地などの湿った表面上を移動することができる。[25] [26]フラボバクテリアは主に前進滑走運動を示すが、方向転換や反転運動も示す。[26]研究によると、滑走運動は細胞膜を横切るプロトン勾配によって促進されることが示唆されている。[25] [26]
代謝
Flavobacteriia 綱の細菌は多様な代謝を行う。Flavobacteriia は化学有機栄養細菌であり、有機分子をエネルギー源として利用する。[8]ほとんどの種は絶対好気呼吸を行うが、一部の種は弱い微好気性から嫌気性の条件下で生育することができる。[8] Flavobacteriia のいくつかの種は、広範囲の炭水化物をエネルギー源として利用する能力を有するが、他の種は能力が限られているか全くなく、代わりにアミノ酸やタンパク質を利用することを好んでいる。[8] Flavobacteriia に属する種の約半数は、炭水化物を酸に分解することができ、チロシンおよびトゥイーン化合物を分解することができる。[8]尿素およびDNA を分解できる種はわずかである。[8]多くの種は、さまざまな種類の生体高分子を分解する能力があるため、水生環境と土壌環境の両方で有機物のミネラル化に重要な役割を果たしている。[8]
フラボバクテリアは光合成をしませんが、一部の海洋生物はプロテオロドプシンを光の収穫によるエネルギー源として利用しています。[4] プロテオロドプシン（PR）は光を利用するプロトンポンプですが、PRを使用する生物は紫外線（UV）によるダメージに対抗するためにさまざまな環境に適応し、 UVによって損傷したDNAを修復する能力を獲得する必要があります。 [27]
プロテオロドプシンは細胞膜を介した陽子の能動輸送に役立っています。これはフラボバクテリアにおけるエネルギーとしてのATPの生成に役立ちます。右の図はフラボバクテリア細胞におけるプロテオロドプシンの使用方法を示しており、細菌内での使用方法の詳細も示しています。[27]
文化
フラボバクテリアの分離には、単純な希釈法などの一般的な培養法が用いられる。このクラスの多様性が高いため、培養法は種によって異なるが、多くは酵母エキスとタンパク質加水分解物を使用した単純な培地で培養される。[4]海洋種の場合は、糖類や特定の塩類を加える必要がある場合がある。魚類や鳥類の病原菌の場合は、培養方法にさらなる要件がある可能性がある。[4]
海洋性フラボバクテリアは、海洋寒天またはサイトファガ寒天で培養されます。非海洋性フラボバクテリアは、栄養寒天、カシトン酵母エキス寒天、PYG寒天、TYES寒天などの栄養豊富な培地、またはAO寒天、PY2寒天、R2A寒天などの栄養の少ない培地で培養されます。[4]寒冷環境に生息するフラボバクテリア種は15℃から20℃の温度で最適に成長し、温帯環境に生息するフラボバクテリア種は20℃から30℃の温度で最適に成長します。[8]したがって、培養温度は20℃から30℃で、最適温度は37℃です。[4]
多くの好冷性および好冷性菌種は、主に極地から培養法によって分離されている。 [4]追加の中温性菌種と少数の好熱菌が分離されているが、高度好塩菌はまだ特定されていない。[4]
環境への影響
フラボバクテリアの大部分は無害ですが、一部は日和見感染したり、重篤な疾患を引き起こします。つまり、植物や魚など多くの種類の生物に病気を引き起こす可能性があります。[13]フラボバクテリアには、病気の発症を引き起こす因子を放出するタンパク質があります。[28] 魚類病原体は、魚や周囲の水の表面や内部によく見られます。鳥類病原体は、家禽や野鳥に感染します。[4]
考えられる病気の一つは、ニジマスのFlavobacterium psychrophilumによって引き起こされる細菌性冷水病で、組織侵食、顎の潰瘍、炎症、行動障害を引き起こす可能性があります。 [10]また、ニジマス稚魚症候群として知られる若いニジマスの急激な損失を引き起こすこともあります。[29] 2005年に、国立冷水養殖センターは、これらの病気による生存率を29.3％と測定しました。[29]
さらに、フラボバクテリウム・コルマレは淡水魚種にコラムナリス病を引き起こします。コラムナリス病は皮膚病変、鰭の侵食、鰓壊死を引き起こし、死に至ります。[11]
海洋バイオフィルムは、光合成、窒素の循環、有機物や汚染物質の分解などの基本的な微生物プロセスを補助することで、海洋生息地の生産性と機能に大きな影響を与える生物学的要素です。[9]海洋バイオフィルム形成の初期段階では、フラボバクテリアがコロニーを形成し、コミュニティ内の他の微生物を確立するための基盤として機能します。バイオフィルムコミュニティでは、フラボバクテリアは、クオラムセンシング、栄養素の共有、清掃など、競争ではなく他の微生物とのさまざまな協力的な相互作用にも従事します。つまり、これらの相互作用は、海洋バイオフィルム内の複雑な微生物コミュニティを確立し、維持するために不可欠です。[9]
人間の影響
食べ物
フラボバクテリアは食品や食品製品の劣化と関連している。製品が置かれている店舗の相対湿度は、好冷性または低温性微生物の増殖に影響を与える。[13]代謝副産物の形成により、生の赤身肉が腐敗すると、不快な臭い、潜在的なスライム生成、局所的な変色、望ましくない風味が生じる。同様に、フラボバクテリアは冷製肉や鶏肉の初期フローラの継続的な構成要素であるが、保存中にシュードモナスに勝つことはできない。 [13]鶏肉は他の新鮮な肉よりもフラボバクテリアの蔓延がはるかに多い。[13]
フラボバクテリアは低温殺菌耐性細胞外酵素を生成し、牛乳や乳製品の低温劣化を引き起こします。[13]ホスホリパーゼCの生成により、チェダーチーズの生産量の低下や牛乳の苦味の原因にもなります。ホスホリパーゼには、乳脂肪球膜を構成するリン脂質を分解する能力があり、それによって乳脂肪（トリグリセリド）の脂肪分解攻撃に対する脆弱性を高めるため、牛乳や乳製品において重要な役割を果たす可能性があります。[13]
病気
フラボバクテリウム属の細菌もヒトに病気を引き起こします。[13]しかし、フラボバクテリウム属内の菌株が再分類されるにつれて、ヒトに病気を引き起こす多くの菌株がクリセオバクテリウム、ミロイデス、エンペドバクター、スフィンゴバクテリウムなどの新しい属または異なる属に移されました。 [ 30 ]これらの細菌の主な感染者は新生児と免疫不全患者です。新生児感染症は通常髄膜炎として現れ、新生児髄膜炎の死亡率は高いです。髄膜炎は菌血症や肺炎を引き起こすこともあります。成人では、感染症は肺炎、敗血症、髄膜炎、心内膜炎、手術後、火傷後など、さまざまな形で現れます。 [31]これまでのところ、病原性フラボバクテリウムは現在非常にまれで検出が困難ですが、多くの抗菌薬に耐性があるため懸念されています。[30]
工業用途
フラボバクテリアの分解能力は、人間の産業にも役立っています。この細菌は下水処理施設でよく見られます。多環芳香族炭化水素を含む化学物質やその他の分子を分解する能力があるため、廃水処理に使用されています。[4]
フラボバクテリアは農業分野で植物の成長を促進するために使用されています。この細菌は無機リン酸を可溶化し、インドール-3-酢酸（主要な植物ホルモンIAA）や1-アミノシクロプロパン-1-カルボキシレートデアミナーゼ（加水分解酵素）などの追加の有益な要素を生成することができ、これらは植物に取り込まれて使用されたり、植物のシグナル伝達を変えたりすることができます。[32]これは他の病気から植物を保護する微生物剤として作用し、抗菌薬の開発にも役立ちます。[4]
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外部リンク
- ユニプロット
- 名前のための人生