ペラジバクター・コミュニス

「Candidatus Pelagibacter」は、単一の種「Ca. P. communis」とともに2002年に分離され、特定の名前が付けられましたが、^{[ 2 ]}細菌学規約で要求されるような記載はまだされていません。^{[ 3 ]}これは、アルファプロテオバクテリア門のSAR11クレードの豊富なメンバーです。SA​​R11メンバーは、世界中の海水と淡水の両方で見られる非常に優勢な生物であり、元々はrRNA遺伝子のみから知られており、1990年にオレゴン州立大学のスティーブン・ジョバンノーニの研究室によってサルガッソ海で初めて同定され、その後世界中の海洋で発見されました。^{[ 4 ]}「Ca. P. communis」とその近縁種は、海洋で最も豊富な生物であり、おそらく全世界で最も豊富な細菌である可能性があります。これは全微生物プランクトン細胞の約25%を占め、夏季には温帯海洋表層水に存在する細胞の約半分を占める可能性がある。「Ca. P. communis」とその近縁種の総数は約2 × 10²⁸^個の微生物と推定されている。^{[ 5 ]}  

ペラジバクターは棒状または三日月形で、長さ0.37 ～ 0.89μm 、直径わずか0.12 ～ 0.20μmの、既知の自己複製細胞の中で最も小さいものの1つです。ペラジバクターのゲノムは細胞体積の約30%を占めます。^{[ 6 ]}グラム陰性です。^{[ 7 ]}溶存有機炭素をリサイクルします。季節ごとに個体数が変動し、夏には温帯海洋表層水の細胞の約50%を占めます。そのため、地球の炭素循環において重要な役割を果たしています。  

その発見は、 PBSの「Intimate Strangers: Unseen Life on Earth」の第5話「Oceans of Microbes」のテーマとなった。^{[ 8 ]}

改良された分離技術のおかげで、「Candidatus Pelagibacter communis」のいくつかの株が培養されている。 ^{[ 9 ]}最も研究されている株はHTCC1062（ハイスループット培養コレクション）である。^{[ 2 ]}

SAR11の個体群を制御する要因は依然としてほとんど不明である。窒素、リン酸塩、鉄の制限を感知するセンサーを持ち、還元硫黄化合物に対する非常に珍しい要求がある。^{[ 10 ]}最初に発見されたサルガッソ海のような低栄養生態系で進化によって形成されたと仮説が立てられている。^{[ 11 ]}

「 Ca. P. communis」細胞の個体数は29時間ごとに倍増することができ、これはかなり遅いが、低栄養条件下でも複製することができる。 ^{[ 12 ]}

「Ca. P. communis」は、還元硫黄、グリシン、ピルビン酸、ビタミンを添加した規定の人工培地で栽培することができる。^{[ 13 ]}

「 Ca. P. communis」株HTCC1062のゲノムは2005年に完全に配列決定され、「Ca. P. communis」は自由生活生物の中で最小のゲノム（1,308,759 bp）を持ち、1,354個のオープンリーディングフレーム（合計1,389個の遺伝子）しかコードしていないことが示されました^{[ 6 ] 。 [ 14 ]}ゲノムがこれより小さい種は、Mycoplasma genitaliumやNanoarchaeum equitansなどの共生生物や寄生生物だけです^{[ 6 ]。}自由生活生物の中でオープンリーディングフレームの数が最も少なく、遺伝子間スペーサーも最も短いですが、 20個のアミノ酸すべてとほとんどの補因子の代謝経路を持っています^{[ 6 ]} 。ゲノムは合理化されています。この合理化の概念は、細胞複製に必要なエネルギー量を減らすため重要です。^{[ 7 ]}「Ca. P. communis」は、窒素含有量が少ない塩基対AとT（全塩基対の約70.3%）を使用することでエネルギーを節約している。窒素は生物にとって獲得が難しい資源である。^{[ 7 ]}

公開されているゲノムおよびメタゲノムデータのバイオインフォマティクススクリーニングにより、「 Ca. P. communis」において非コードRNAが同定されている。これらの生物で見つかったncRNAの例としては、 SAM-VリボスイッチやrpsBモチーフなどの他のシス調節エレメントが挙げられる。^{[ 15 ] [ 16 ]} 「 Ca. P. communis」および他のSAR11クレードメンバー における重要なncRNAのもう1つの例は、保存されたグリシン活性化リボスイッチであるリンゴ酸シンターゼであり、最適な成長を達成するためにグリシンまたはグリシン前駆体に対する「機能的栄養要求性」につながると考えられる。^{[ 17 ]}

光媒介プロトンポンプの動力源となるプロテオロドプシン遺伝子が存在することが分かっている。光照射または暗所処理を受けると、コドン配列の発現に微妙な違いが生じる。暗所処理を受けると、酸化的リン酸化に関わる遺伝子がより多く発現する。 ^{[ 18 ]}

属名 ( Pelagibacter ) は、ラテン語の中性名詞pelagus (「海」) に接尾辞-bacter (棒、細菌) を組み合わせたもので、「海の細菌」という意味です。接続母音は「i」で「o」ではありません。最初の語はラテン語の「pelagus」であり、ギリシャ語の原語πέλαγος (pelagos)ではないためです( pelagusはラテン語の詩で使用されるギリシャ語で、ギリシャ語に似た不規則な主格複数形pelagēを持つ第 2 変化名詞であり、 pelagiではありません。ギリシャ語は -ος (複数形 -η) の第 3 変化中性で、第 2 変化ラテン語の-usとは無関係です^{[ 19 ]} )。種小名 ( ubique ) は、「どこにでも」という意味のラテン語の副詞です。 Candidatus のステータスを持つ種は正式に発表されていないため、 IBCN の規則 12cに従って、特定の形容詞が主格または属格の同格形容詞または名詞でなければならないなど、文法的に正しい必要はありません。 ^{[ 20 ]}

「 Candidatus 」という用語は、情報不足^{[ 21 ]}により細菌学的コード^{[ 22 ] [ 23 ]}に従って検証された種となることができない提案種に使用されます。例えば、2つの公共細胞リポジトリへの寄託やFAME分析の欠如[24][25]などです。一方、^{「 Candidatus Pelagibacter communis」は}ATCCとDSMZにはなく、脂質とキノンの分析も行われていません。

HTTC1062は「 Ca. P. communis」種のタイプ株であり、これは「 Candidatus Pelagibacter」属のタイプ種であり^{[ 2 ]} 、これはさらにSAR11クレードまたは「Pelagibacteraceae」科のタイプ属である^{[ 26 ] 。}

2013年2月にNature誌で、「Ca. P. communis」を攻撃するバクテリオファージHTVC010Pが発見され、「おそらく地球上で最も一般的な生物である」と報告された。^{[ 27 ] [ 28 ]}

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• BBCニュース：海洋生物のゲノムが「最小」