ハロバクテリウム・サリナルム

Halobacterium salinarum は、以前はHalobacterium cutirubrumまたはHalobacterium halobiumとして知られていましたが、極めて好塩性の海洋性偏性好気性古細菌です。[ 2 ]^{その名前に} もかかわらず、これは細菌ではなく、古細菌ドメインのメンバーです。 ^{[ 3 ]}塩漬けの魚、皮、高塩分湖、塩田 で見つかります。これらの塩田が極限好塩菌の最低塩分限界に達すると、好塩性古細菌の高密度により、水が紫色または赤みを帯びた色になります。 ^{[ 3 ]} H. salinarum は、塩漬け豚肉、海水魚、ソーセージなどの高塩分食品でも見つかっています。H . salinarumがこのような高塩濃度で生存できる能力により、極限環境微生物として分類されています。

ハロバクテリアは単細胞の桿状微生物で、最も古い生命形態の一つであり、数十億年前に地球上に出現しました。膜は、S層に囲まれた単一の脂質二重層で構成されています。^{[ 4 ]} S層は細胞表面糖タンパク質でできており、細胞表面タンパク質の約50%を占めています。^{[ 5 ]}これらのタンパク質は膜内で格子を形成します。糖タンパク質のグリカン鎖には硫酸残基が豊富に存在し、負電荷を帯びています。この負電荷は、高塩濃度条件下で格子を安定化させると考えられています。^{[ 6 ]}

アミノ酸は、特にアルギニンとアスパラギン酸がH. salinarumの主要な化学エネルギー源であるが、他のアミノ酸も代謝することができる。^{[ 4 ]} H. salinarumは糖類上で増殖できないことが報告されており、そのため糖新生を実行して糖を生成する酵素をコードする必要がある。H . salinarumはグルコースを異化することはできないが、転写因子TrmBはS層糖タンパク質上に存在する糖の新生生成を調節することが証明されている。

H. salinarumの 2 つの株、NRC-1 ^{[ 4 ]}と R1 ^{[ 28 ]}の全ゲノム配列が利用可能です。Halobacterium sp. NRC-1 のゲノムは、1 つの大きな染色体と 2 つのミニ染色体上の 2,571,010 塩基対から構成されています。ゲノムは 2,360 個の予測タンパク質をコードしています。^{[ 4 ]}大きな染色体は非常に GC に富んでいます (68%)。^{[ 29 ]}ゲノムのGC 含有量が高いと、極限環境での安定性が高まります。全プロテオームの比較により、この好塩菌が明らかに古細菌の性質を持ち、グラム陽性のBacillus subtilisや他の細菌との類似性も示されていることがわかります。

H. salinarumはE. coliと同じくらい培養しやすく、優れたモデルシステムとして機能します。遺伝子置換や系統的ノックアウトの方法も開発されているため^{[ 30 ]} 、 H. salinarumは古細菌の遺伝学や機能ゲノミクスの研究に理想的な候補です。

H. salinarumとE. coliのような水素化酵素供与体を組み合わせた水素製造が文献で報告されている。^{[ 31 ]}

1990年代には、塩層から採取されたハロバクテリアのDNAサンプルが数百万年前のものであるという主張があった。その後の分析では、その結果を再現することはできなかった。^{[ 32 ]}

そして2009年には、塩に包まれたH. salinarumの近縁種のサンプルから、推定1億2100万年前の古代DNA断片が回収されたと主張された。 ^{[ 33 ]} この塩漬け塩は、カナダ、ノバスコシア州ハリファックスのダルハウジー大学のJong Soo Parkが記述した最新のサンプルの産地であるサスカチュワン州の鉱山から採取されたものである。^{[ 34 ]}米国ペンシルベニア州ウェストチェスター大学の古代バイオマテリアル研究所のRussell Vreelandは、既知のすべてのタイプの好塩性細菌の分析を行い、Parkの細菌には好塩性細菌ではこれまで見られなかった6つのDNA断片が含まれていることを発見した。Vreelandはまた、バッファローの皮を追跡し、塩がParkのサンプルと同じ鉱山から採取されたことを突き止めた。彼はまた、ニューメキシコで推定2億5000万年前の好塩性細菌を発見したと主張した。^{[ 35 ]}しかし、彼の発見は細菌を取り囲む結晶の年代を示しており、DNA分析は細菌自体はそれほど古くない可能性が高いことを示唆している。^{[ 36 ]}

2022年にネイチャー誌に掲載された研究では、グリーンランドで200万年前の保存された多くの種の遺伝物質が発見され、これらの配列は現在、あらゆる種のDNAの中で最も古い確認済みのものと考えられている。^{[ 37 ] [ 38 ]}

• Horia, Todor; Dulmage, Keely; Gillum, Nicholas; Bain, James; Muehlbauer, Michael; Schmid, Amy (2014). "転写因子が、高塩分環境に適応した古細菌Halobacterium salinarumの増殖速度と代謝を結びつける" . Molecular Microbiology . 93 (6): 1172– 1182. doi : 10.1111/mmi.12726 . PMID 25060603 . 
• カハキ、ファテメ・アバルゴーイ。バベイプール、ヴァリオラ。メマリ、ハミッド・ラジャビ。モフィド、モハマド・レザー (2014)。 「大腸菌における Halobacterium Salinarum R1 からの最適化されたバクテリオ オプシンの高過剰発現と精製」。応用生化学とバイオテクノロジー。174 (4): 1558 ～ 1571 年。土井: 10.1007/s12010-014-1137-2。PMID 25123363。S2CID 7403305。  

• Bac Dive（細菌多様性メタデータベース）におけるHalobacterium salinarumのタイプ株