Loading article…
| ピロロブス・フマリ | |
|---|---|
| |
| 科学的分類 | |
| ドメイン： | |
| 門: | |
| クラス： | |
| 注文： | |
| 家族： | |
| 属: | ピロロブス
|
| 二名法名 | |
| ピロロブス・フマリ ブロッホ、レイチェル、ブルクグラフ、ハーフェンブラドル、ヤナッシュ、シュテッター、1997
| |
Pyrolobus fumarii（ラテン語で「煙突の火垂れ」 [1]）は、ほとんどの生物が死滅するほどの高温でも生息し、繁殖することで知られる古細菌の一種である。 [1] [2] P. fumariiは、絶対化学合成独立栄養の超好熱菌として知られている。簡単に言えば、この古細菌は80 °Cから115 °Cの暖かい温度で最もよく成長する。 [3] [4]また、エネルギー源として光ではなく既成分子を使用し、電子供与体として無機物を使用し、炭素源としてCO 2を使用する。1997年に大西洋中央海嶺のブラックスモーカー熱水 噴出孔で初めて発見され、既知の生命が存在するための上限温度の閾値は113 °C（235.4 °F）、最適温度は106 °Cとなった。 [1]この種は90℃（194℉）以下の温度では「凍結」または固化し、成長を停止します。 [3]
代謝
Pyrolobus fumarii は、 90 °C から 113 °C の温度範囲で細胞の成長と生存が可能で、最適温度は約 106 °C です。この温度で生存できることが知られている種はわずかです。成長には、中性よりも酸性に近い約 4 - 6.5 の pH 範囲が必要です。[5]これに加えて、微生物の最適な成長と生存には、細胞の適切な浸透圧を維持するために 1% - 4% の NaCl が必要です。代謝は 25,000 kPa で 22 時間行われたため、高圧は成長に問題ではありません。[2]この古細菌について重要な違いは、酢酸、ピルビン酸、グルコース、デンプン、および元素硫黄を含む培地では成長しないことです。唯一の末端電子受容体は硝酸塩、NO−
3硝酸塩はATP収量が非常に少ないため、最も望ましい末端電子受容体ではありません。ある研究では、 P.fumariiはチオ硫酸還元によって増殖する能力を持っていることがわかりましたが、NH
4Cl が存在すると、古細菌の増殖は 5 倍の収量をもたらしました。[2] P. fumariiの場合、細胞内でエネルギーを生成するプロセスで使用されるスクシニル CoAの還元は、 NAD(p)Hに依存せず、代わりに還元されたメチルビオロゲンを必要とします。 P. fumarii の耐熱性は、異常な有機溶質の蓄積によるものであると理論づけられています。これらの溶質の 1 つは、熱ストレス応答に関連するジミオイノシトールリン酸 (DIP) に関与していると考えられています。[1]いくつかの研究では、同様の古細菌種であるP. furiosusが、DIP の存在下で 95 °C から 101 °C に温度が変化すると 20 倍に増加することがわかっています。[4]
構造
P. fumarii の構造には、非実験室原核生物株によく見られるS 層が含まれており、中央に窪みがある孔を形成します。古細菌には細胞質膜と細胞周縁部空間も含まれています。この株の主要なコア脂質は、非環化グリセロール-ジアルキル-グリセロール-テトラエーテル ( GDGT ) と痕跡量の 2,3-ジ-o-フィタニル-sn-グリセロール (ジエーテル) です。これらは規則的な不規則な形状の球菌として説明されており、比較的丸く、連鎖しておらず単独で集まっています。[5]形状的には、P. fumariiは球菌の形をしていますが、完全に丸い形ではなく、直径 0.7 ～ 2.5 μm のより葉のような形をしています。[6]
応用
P. fumariiの高温耐性能力と、そのゲノムが熱安定性と耐熱性を持つことを理解することで、多くの医薬、農業、工業用途につながる可能性があります。耐熱性微生物を使用できる製品には、農産物加工酵素、バイオレメディエーション用途、工業および消費者製品酵素、さらには高度な耐熱性生物が必要とされる医薬用途などがあります。[3]この培養物を扱う場合、 P. fumariiは85℃以下では成長しないため、85℃以下の条件で作業することが推奨されています。[6]これにより成長は防げますが、古細菌は死滅しません。この理解は、この種を取り扱う際の実験室での実践に取り入れることができます。
参考文献
- ^ abcd アームストロング、ジョセフ・E.（2014）。地球はいかにして緑に変わったか：植物の38億年の歴史。シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-06980-7。[ページが必要]
- ^ abc C.マイケル・ホーガン。2010年。極限環境生物。E.モノソンとC.クリーブランド編。地球百科事典。国立科学環境評議会、ワシントンDC
- ^ abc 「Diversa 社、Pyrolobus fumarii ゲノムの解読完了を発表。世界最高気温生物の遺伝情報が解読される」（プレスリリース）。Diversa Corporation。2001 年 9 月 25 日。ProQuest 447100182 。
- ^ ab Mohanty, Anee; Shilpa; Meena, Sumer Singh (2022). 「極度の温度に対する微生物の適応: 産業応用への分子メカニズムの概要」極限酵素とその産業応用pp. 115–139. doi :10.1016/B978-0-323-90274-8.00009-5. ISBN 978-0-323-90274-8。
- ^ ab アンダーソン、イアン; ゲーカー、マルクス; ノーラン、マット; ルーカス、スーザン; ハモン、ナンシー; デシュパンデ、シュエタ; チェン、ヤンファン; タピア、ロクサーヌ; ハン、クリフ; グッドウィン、リン; ピトラック、サム; ハンテマン、マルセル; リオリオス、コンスタンティノス; イワノワ、ナタリア; パガーニ、イオアンナ; マヴロマティス、コンスタンティノス; オブチニコワ、ガリーナ; パティ、アムリタ; チェン、エイミー; パラニアッパン、クリシュナ; ランド、ミリアム; ハウザー、ローレン; ブランビラ、エヴェリーヌ-マリー; フーバー、ハラルド; ヤサウォン、モントリ; ローデ、マンフレッド; スプリング、ステファン; アブト、ビルテ; シコルスキー、ヨハネス; ヴィルト、ラインハルト; デッター、ジョン C.; Woyke, Tanja; Bristow, James; Eisen, Jonathan A.; Markowitz, Victor; Hugenholtz, Philip; Kyrpides, Nikos C.; Klenk, Hans-Peter; Lapidus, Alla (2011 年 7 月)。「超好熱性化学合成独立栄養菌 Pyrolobus fumarii 型株 (1AT) の完全ゲノム配列」。Standards in Genomic Sciences . 4 (3): 381–392. doi :10.4056/sigs.2014648. PMC 3156397 . PMID 21886865。
- ^ ab ブレックル、エリザベート;レイチェル、ラインハルト。ブルクグラフ、ジークフリート。ハーフェンブラドル、ドリス。ヤナッシュ、ホルガー W.ステッター、カール O. (1997-02-01)。 「Pyrolobus fumarii、属および新種は、生命の温度の上限を 113℃まで延長する新しい古細菌のグループを代表します。」極限環境微生物。1 (1): 14-21。土井：10.1007/s007920050010。ISSN 1431-0651。PMID 9680332。
さらに読む
- Anderson, Iain; Goker, Markus; Nolan, Matt; Lucas, Susan; et al. (2011). 「超好熱性化学合成独立栄養菌 Pyrolobus fumarii 型株 (1AT) の完全ゲノム配列」. Standards in Genomic Sciences . 4 (3): 381–392. doi :10.4056/sigs.2014648. PMC 3156397. PMID 21886865 .
- ゴンサルベス、ルイス。ラモーサ、ペドロ。ヒューバー、ロバート。サントス、ヘレナ（2008年2月20日）。 「ジミオイノシトールリン酸と新規UDP糖は極度の超好熱菌ピロロブス・フマリに蓄積する」。極限環境微生物。12 (3): 383–389。土井：10.1007/s00792-008-0143-0。PMID 18286223。S2CID 19787942 。
外部リンク
- BacDive の Pyrolobus fumarii の標準株 - 細菌多様性メタデータ
fr:ピロロバス・フマリ