Loading article…
| ジオバクター・メタリリデューセンス | |
|---|---|
科学的分類 
| |
| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | テルモデサルフォバクテリオタ |
| クラス： | デスルフォロモナジア |
| 注文： | ジオバクテリア目 |
| 家族： | ジオバクテリア科 |
| 属: | ジオバクター |
| 種： | G. メタリレデューセン
|
| 二名法名 | |
| ジオバクター・メタリリデューセンス ラヴリーら 1995
| |
ジオバクター・メタリリデューセンスはグラム陰性の 金属還元性 プロテオバクテリアである。 [1]鉄(III)を唯一の電子受容体として、いくつかの短鎖脂肪酸、アルコール、およびモノ芳香族化合物。 [2]また、成長にウランを利用し、U(VI)をU(IV)に変換することもできる。 [3]
ジオバクター・メタリリデューセンスは、 1993年にマサチューセッツ大学アマースト校のデレク・ラヴリーによって発見されました。[1]これは鉄還元細菌であり、この微生物は「シアン化物金属錯体」が形成されて汚染された工業地帯の処理に使用できると考えられてきました。[4]
ジオバクター・メタリリデューセンズのゲノムは、3,997,420 bpの染色体長を持つ。円形の細菌染色体を持ち、DNAの自由端がないことを意味する。その形は卵に似ている。[5] ジオバクター・メタリリデューセンズのGC含有量は59.51%である。[5] プラスミドのGC含有量は52.48%と低く、長さは13,762 bpである。プラスミドは安定化タンパク質RelE/ParEをコードしており、これによりジオバクター・メタリリデューセンズはさまざまな新しい環境条件に適応し、繁栄することができる。 [6]
Geobacter metallireducens は必要に応じて運動性を発揮し、環境条件が不利になったときに移動するために鞭毛を生成します。[4]不溶性の Fe(II) と Mn (II) は、多くの化学栄養微生物の電子受容体です。Fe (II) は、Fe(III) と Mn (IV) の酸化物の還元によって生成されます。Fe(III) と Mn (IV) の酸化物は細菌の膜を自由に拡散しないため、これらの生物が鉄とマンガンを得ることは難しいことがよくあります。Geobacter metallireducens は、不溶性の Fe(III) と Mn (IV) の酸化物を介して鉄にアクセスする独自の方法を進化させており、不溶性の酸化物を見つけて接触できるように運動性付属肢を成長させます。[7] Childers らによる研究によると、不溶性の Fe(III) と Mn (IV) の酸化物のある環境で成長したG. metallireducensの細胞は、鞭毛と線毛を成長させました。一方、可溶性の Fe(III) および Mn(IV) 酸化物が存在する環境で育った菌には鞭毛も線毛もありませんでした。G . metallireducens は、電子受容体として機能する可溶性の Fe(III) および Mn(IV) 酸化物が環境に存在しない場合にのみ運動します。鉄とマンガンに対して走化性傾向を示す最初の微生物であり、無機元素の鉄とマンガンで有機化合物を酸化する最初の微生物としても発見されました。[7]
G. metallireducens はFe(III) や Mn(IV) の酸化物を還元するだけでなく、ウラン、プルトニウム、テクネチウム、バナジウムなどの有毒または放射性化合物を含むさまざまな化合物を還元することができます。[8]特にバナジウムは、採掘活動が活発な地域の地下水を汚染する可能性があります。G . metallireducens は、バナジウム (V) をバナジウム (IV) に還元することで、エネルギー源として利用できます。そのため、この細菌は汚染された地下水の浄化に役立てることができます。G . metallireducens は、同様のメカニズムを使用して、汚染された地下水中のウラン (VI) をウラン (V) に還元することができます。ただし、このプロセスをより効率的にするための研究はまだ行われていません。[9]
G. metallireducensは、純粋培養条件下でクロラムフェニコール（CAP）を完全な脱塩素生成物に還元することが実証されています。サイクリックボルタモグラムとクロノアンペロメトリーを用いた研究では、細菌はCAPの除去効率と初期のCAP投与量との間に負の相関関係を示すことが明らかになり、抗生物質で汚染された環境における生物修復へのこの生物の潜在的な応用が示されました。[10]
G. metallireducens は他の微生物と電気的に接続することができます。これにより、他の微生物が有機基質の嫌気性共生代謝を行うことができます。この電気的接続のプロセスは、種間直接電子伝達 (DIET) と呼ばれます。DIET は、生物が他の化合物の還元によってのみ電子を受け取るのではなく、自由電子の移動によって定義される代謝です。[11] G. metallireducensの線毛は電流を伝導します。それらは、他のGeobacter種だけでなく、古細菌、特にメタン生成菌に電子を伝達することができます。DIET とメタン生成菌とのつながりにより、これらの細菌はメタンサイクルに貢献し、有機廃棄物をメタンに変換することができます。[12]
参照
参考文献
- ^ ab Lovley DR, Giovannoni SJ, White DC, Champine JE, Phillips EJ, Gorby YA, Goodwin S (1993). 「有機化合物の完全酸化と鉄その他の金属の還元を結合できる微生物、Geobacter metallireducens gen. nov. sp. nov.」Archives of Microbiology . 159 (4): 336–344. Bibcode :1993ArMic.159..336L. doi :10.1007/BF00290916. PMID 8387263. S2CID 21365293.
- ^ Tremblay PL、Aklujkar M、Leang C、Nevin KP、Lovley D (2012 年 2 月)。「Geobacter metallireducens の遺伝システム: Fe(III) 酸化物の還元におけるフラジェリンとピリンの役割」。Environmental Microbiology Reports。4 ( 1): 82–88。Bibcode :2012EnvMR... 4 ...82T。doi : 10.1111 / j.1758-2229.2011.00305.x。PMID 23757233。S2CID 28743447 。
- ^ Koribanics NM、Tuorto SJ、Lopez-Chiaffarelli N、McGuinness LR、Häggblom MM、Williams KH、Long PE、Kerkhof LJ (2015)。「コロラド州ライフルのフィールド研究現場でのウラン呼吸ベータプロテオバクテリアの空間分布」。PLOS ONE。10 ( 4 ) : e0123378。Bibcode : 2015PLoSO..1023378K。doi : 10.1371 / journal.pone.0123378。PMC 4395306。PMID 25874721。
- ^ ab Childers SE、Ciufo S、 Lovley DR (2002 年 4 月)。「Geobacter metallireducens は走化性により不溶性 Fe(III) 酸化物にアクセスします」。Nature . 416 ( 6882 ) : 767–769。Bibcode :2002Natur.416..767C。doi :10.1038/416767a。PMID 11961561。S2CID 2967856。
- ^ ab Aklujkar M、Krushkal J、DiBartolo G、Lapidus A、Land ML、Lovley DR (2009 年 5 月)。「Geobacter metallireducens のゲノム配列: Geobacter sulfurreducens と共通および異なる代謝、生理、調節の 特徴」。BMC Microbiology。9 : 109。doi : 10.1186 / 1471-2180-9-109。PMC 2700814。PMID 19473543。
- ^ Anantharaman V 、 Aravind L (2003)。「原核生物の毒素-抗毒素ネットワークにおける新たなつながり：真核生物のナンセンス依存RNA崩壊システムとの関係」。ゲノム 生物学。4 (12): R81。doi : 10.1186/ gb -2003-4-12- r81。PMC 329420。PMID 14659018。
- ^ ab Childers, Susan E.; Ciufo, Stacy; Lovley, Derek R. (2002年4月). 「Geobacter metallireducens は走化性により不溶性 Fe(iii) 酸化物にアクセスする」. Nature . 416 (6882): 767–769. Bibcode :2002Natur.416..767C. doi :10.1038/416767a. ISSN 1476-4687.
- ^ Sun, Jun; Sayyar, Bahareh; Butler, Jessica E; Pharkya, Priti; Fahland, Tom R; Famili, Iman; Schilling, Christophe H; Lovley, Derek R; Mahadevan, Radhakrishnan (2009 年 12 月)。「Geobacter metallireducens のゲノム規模の制約ベース モデリング」。BMC Systems Biology。3 ( 1 ) 。doi : 10.1186 / 1752-0509-3-15。ISSN 1752-0509。PMC 2640342。PMID 19175927。
- ^ Anderson, Robert T.; Vrionis, Helen A.; Ortiz-Bernad, Irene; Resch, Charles T.; Long, Philip E.; Dayvault, Richard; Karp, Ken; Marutzky, Sam; Metzler, Donald R.; Peacock, Aaron; White, David C.; Lowe, Mary; Lovley, Derek R. (2003 年 10 月)。「ウラン汚染帯水層の地下水からウランを除去するために Geobacter 種のその場活動を刺激する」。応用環境微生物学。69 (10): 5884–5891。Bibcode :2003ApEnM..69.5884A。doi :10.1128/AEM.69.10.5884-5891.2003。ISSN 0099-2240. PMC 201226 .
- ^ Xu, H., Xiao, L., Zheng, S. et al. 「Geobacter metallireducens によるクロラムフェニコールの還元分解」Sci. China Technol. Sci. 62, 1688–1694 (2019). doi :10.1007/s11431-018-9415-2
- ^ Dubé, Charles-David; Guiot, Serge R. (2015), Guebitz, Georg M.; Bauer, Alexander; Bochmann, Guenther; Gronauer, Andreas (eds.)、「嫌気性消化における種間直接電子伝達：レビュー」、バイオガス科学技術、vol. 151、Cham: Springer International Publishing、pp. 101–115、doi :10.1007/978-3-319-21993-6_4、ISBN 978-3-319-21992-9、PMID 26337845、2024-04-12取得
- ^ Lovley, Derek R. (2022-02-16). 「微生物プロファイル：Geobacter metallireducens：生物地球化学的および技術的に重要な新しい生理学のモデル：この記事は、微生物プロファイルコレクションの一部です」。微生物学。168 （ 2 ）。doi：10.1099/ mic.0.001138。ISSN 1350-0872 。
さらに読む
- アイコフ M、ビルゲル D、タルボット HM、ペックマン J、カプラー A (2013)。 「Geobacter sulphurreducens および Geobacter metallireducens のバクテリオホパノイド在庫」。有機地球化学。58：107-114。Bibcode :2013OrGeo..58..107E。土井：10.1016/j.orggeochem.2013.02.013。ISSN 0146-6380。
- Schleinitz KM、Schmeling S、Jehmlich N、von Bergen M、Harms H、Kleinsteuber S、Vogt C、Fuchs G (2009 年 6 月)。「偏性嫌気性鉄還元細菌 Geobacter metallireducens GS-15 によるフェノール分解」。応用 環境微生物学。75 (12): 3912–3919。Bibcode :2009ApEnM..75.3912S。doi : 10.1128 / AEM.01525-08。PMC 2698347。PMID 19376902。
- Zhang T、Tremblay PL、Chaurasia AK、Smith JA、Bain TS、Lovley DR (2014 年 5 月 22 日)。「Geobacter metallireducens におけるベンゼンの嫌気性代謝に特に必要な遺伝子の同定」。Frontiers in Microbiology。5 : 245。doi : 10.3389 / fmicb.2014.00245。PMC 4033198。PMID 24904558。