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| サーモコッカス セレル | |
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| 科学的分類 | |
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| クラス： | |
| 注文： | |
| 家族： | |
| 属: | |
| 種： | T.セレル
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| 二名法名 | |
| サーモコッカス セレル ジリグ 1983
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サーモコッカス・セレルは、サーモコッカス属のグラム陰性球形古細菌である。 [1] T. セレルの発見は、 T. セレルが他の表現型が類似する好熱性種よりもメタン生成古細菌に近いことが、 生命の樹の再構築に重要な役割を果たした。 [1] T. セレルは、環状ゲノムを持つことが発見された最初の古細菌である。 [2] T. セレルには、Vu13、ATCC 35543、および DSM 2476 など、いくつかのタイプ株が特定されている。 [2]
分離
T. celerは1983年にWolfram Zillig博士によって発見されました。[3]この生物はイタリアのヴルカーノ島の海岸で、硫黄に富む浅い火山の火口から分離されました。[3] 元のサンプルは海底の穴の深部から分離され、10 mlの嫌気性チューブに接種されました。[4]チューブには、元素硫黄100 mgと95% N 2および5% H 2 Sの溶液が含まれていました。 [4]その後、CaCO 3を加えてpHを5～6の範囲に調整しました。[ 4 ]サンプルに酸素が浸透していないことを確認するために、研究者らは酸素指示薬レサズリンを使用しました。[4]成長は、元素硫黄と酵母を含むBrock's Sulfolobus培地 で強化することで達成されました。これらは両方ともT. celerが最適に成長するために必要です。[3]濃縮後、サンプルはポリアクリルアミドゲル上に塗布され、嫌気性環境下で85℃で培養された。[4]コロニーの成長が観察されると、細胞は遠心分離され、その後TA緩衝液（0.05 mol/LトリスHCl、0.022 mol/L NH 4 Cl、0.01 mol/L β-メルカプトエタノール）で精製された。[4]
分類と系統
16s rRNAのサンガー配列決定に続いて、T. celerの系統樹上の位置を決定するために、簡約法と距離行列解析の両方が実行されました。 [1] T. celerは、好熱性古細菌よりもメタン生成古細菌に近いことが判明しました。[1]この発見により、古細菌の系統樹が再構築され、その後、密接な系統関係に基づいて、 T. celerがメタン生成菌と同じ系統群に配置されました。[1]この配置は、両種のrRNA遺伝子の組織ゲノム構造の解析によってさらに裏付けられました。[1] Thermococcusとメタン生成古細菌はどちらも、16s rRNA遺伝子と23s[rRNA遺伝子の間にtRNAスペーサー遺伝子を持っています。 [1]このスペーサー遺伝子は、他の好熱性古細菌種には見られません。[1]
T. celerはPyrococcus woeseiと関連があり、ともにThermococcales目に属します。[5] ともに完全嫌気性で硫黄を還元します。[5] T. celerはThermococcus litoralisとも密接な関係があり、ともに同じ属に属しますが、T. celerはT. littoralsよりも硫黄への依存度がはるかに高いことが示されています。[5]
T. celerは現在、好熱性古細菌に分類されています。[3] T. celerの発見以来、古細菌という用語は、生物間で発見された最新の系統関係を反映して、古細菌に置き換えられました。 [6]
特徴づけ
サーモコッカスは、ギリシャ語の2つの名詞、テルメ（ギリシャ語で熱を意味する）とコッコス（ギリシャ語で穀物や種子を意味する）から構成されています。 [3] セレルは、この種の成長速度が速いことにちなんで、ギリシャ語で速いという意味に由来しています。[3]
形態学
T. celerはグラム陰性の球形生物で、直径は約1μmです。[3]電子顕微鏡による観察により、 T. celerは単極性の多毛鞭毛を使用して移動することが明らかになりました。 [3] 複製中、T. celerは位相差顕微鏡で観察されるように双形に凝縮されます。[3]
T. celer の 細胞膜には、比較的少量のジグリセロール テトラ エーテル脂質と比較して、多量のグリセロールジエーテル脂質が含まれています。 [7] グリセロールジエーテル脂質では、フィタニル(C 20 ) が炭化水素成分であり、ジグリセロールテトラエーテル脂質では、ビフィタニル (C 40 ) が炭化水素成分です。[3] T. celerの細胞壁、つまりS 層は、浸透圧勾配の変化による細胞溶解から保護する役割を果たしています。 [3]エンベロープ S 層は、2 次元の準結晶六角形構造に配置された糖タンパク質サブユニットで構成されています。[3] T. celer の細胞エンベロープにはムラミン酸が含まれておらず、ペニシリンおよびバンコマイシンに対する耐性を示しています。[3]
代謝
T. celerは、厳密な嫌気性菌で、ペプチド（酵母エキス、ペプトン、トリプトンなど）やタンパク質（カゼインなど）を炭素源として有機栄養代謝[3]を行い、硫黄呼吸によって二酸化炭素に酸化される。[3] T. celerは炭水化物を炭素源として使用することができず、最適な成長のために硫黄を硫化水素に還元することに依存するため、硫黄依存型生物であると考えられている。 [5]効率は低いが、T. celerは発酵も利用できる。[3]ほとんどの原核生物とは異なり、T. celerはエンブデン・マイヤーホフ経路（解糖系）を介して呼吸することができるが、代替経路を使用する。[8]
エコロジー
超好熱性種の特徴であるT. celerは、非常に高い温度で繁殖します。[1]より具体的には、イタリアのヴルカーノ島の硫黄に富んだ浅い火山の火口でのみ見られます。[3]この特定の生息地の温度は90 °Cに達します。[3] T. celerが生育できる 最高温度は93 °Cで、最適生育温度は88 °Cです。[3] pH 5.8で最もよく生育するため、弱酸性であることが示唆されます。[3]最適な生育は、40 g/LのNaCl濃度の存在にも依存しており、 T. celerが海洋の温熱環境に高度に適応していることをさらに示しています。[3]
ゲノミクス
制限酵素断片によるT. celer Vu13の物理地図の作成により、長さは1,890 + 27キロベース（kb）であることが明らかになりました。[2]グアニン塩基とシトシン塩基の分子比はおよそ56.6％です。[3]この値は、高性能液体クロマトグラフィーによって得られたGC含有量と融点（T M ）計算の両方を平均して決定されました。[3] T. celerは、最もゆっくりと進化する古細菌種の1つであると考えられており、そのゲノムは、初期のゲノム特性を研究するモデル生物として使用できる可能性があります。[2]
1989年、T. celerは環状ゲノムを持つ最初の古細菌として発見されました。[2]ゲノムの形状は、すべて制限酵素を使用した3つの別々の実験によって決定されました。[2] T. celerゲノムは、制限酵素Nhe、Spe、およびXbaで消化されました。[2]消化後、ハイブリダイゼーション分析を使用してゲノムの形状を決定しました。[2]プローブは、16S rRNAと23S rRNAのクローン化された遺伝子から合成されました。[2] SpeとNheはどちらも5つの断片を生成し、すべて形状とサイズが似ていました。[2] Xbaで消化すると8つの断片が生成されました。[2] オーバーラップパターンを使用して、ゲノムの形状は環状であると決定されました。[2]
応用
古細菌は現在、高度好熱菌、高度好塩菌、硫黄を還元できる高度好熱菌（メタン生成菌）の3つの主要なグループに分かれています。[1]これらの3つのグループは独立して発生したのではなく、一方から他方へと進化したと考えられています。[1]
T. celerの発見は、古細菌の系統樹の位置づけを変えた。[1] T. celerは、その表現型の類似体である高度好熱性古細菌とは対照的に、メタン生成古細菌とより密接な系統関係を共有していることが発見された。この発見は、16S rRNAの配列解析を通じて行われ、系統樹の再構築につながった。[1]
この発見は、高度好熱菌のゆっくりとした進化パターンや、高度好熱菌の自身のグループとメタン生成菌のグループの両方への分布を考慮すると、高度好熱菌が最も古い古細菌の祖先である可能性があることを示唆している。[1]
参考文献
- ^ abcdefghijklmn Achenbach-Richter, L.; Gupta, R.; Zillig, W.; Woese, CR (1988年8月). 「古細菌樹の根付かせ方：古細菌の進化におけるThermococcus celerの極めて重要な役割」.系統的応用微生物学. 10 (3): 231–240. doi :10.1016/s0723-2020(88)80007-9.
- ^ abcdefghijkl Noll, KM (1989). 「好熱性古細菌 Thermococcus celer の染色体地図」. Journal of Bacteriology . 171 (12): 6720–6725. doi : 10.1128/jb.171.12.6720-6725.1989. PMC 210568. PMID 2512284.
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vw Zillig, W.; Holtz, I.; Janekovic, D.; Schafer, W.; Reiter, WD (1983). 「The Archaebacterium Thermococcus celer Represents a Novel Genus within the Thermophilic Branch of the Archaebacteria」. Syst. Appl. Microbiol . 4 (1): 88–94. doi :10.1016/s0723-2020(83)80036-8. PMID 23196302.
- ^ abcdef ジリッグ、W.、KO ステッター、W. シェーファー、D. ジャネコビッチ、S. ワンダール、I. ホルツ、および P. パーム。 「サーモプロテア目: 古細菌の新しい目」。 Zentralblatt für Bakteriologie Mikrobiology und Hygiene 2 (1981): 205-27。印刷します。
- ^ abcd Blamey, J., M. Chiong, C. Lopez, E. Smith. 1999. 極めて好熱性の微生物 Thermococcus celer および Pyrococcus woeseiの増殖条件の最適化。Journal of Microbiological methods。Vol: 38:1-2:169-175。印刷。
- ^ Pace, NR (2006). 「変化の時」. Nature . 441 (7091): 289. Bibcode :2006Natur.441..289P. doi : 10.1038/441289a . PMID 16710401. S2CID 4431143.
- ^ ブーン、デビッド・R、リチャード・W・カステンホルツ。Bergey's Manual® of Systematic Bacteriology Volume One The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria。第2版。ニューヨーク、NY：Springer New York、2001年。341-344。印刷。
- ^ Gadd, Geoffrey M.「EMP Pathway」細菌生理学および代謝Byung H. Kim著。ニューヨーク: ケンブリッジ、2008年。65-67ページ。印刷。
さらに読む
- Lee, Chi-Fung; Makhatadze, George I.; Wong, Kam-Bo (2005)。「Thermococcus celer由来リボソームタンパク質L30eの安定性に対する電荷-アラニン置換の影響」。生化学。44 ( 51 ): 16817–16825。doi :10.1021/bi0519654。PMID 16363795 。
- Kim, Kee Pum; Bae, Heejin; Kim, In Hye; Kwon, Suk-Tae (2011). 「超好熱性古細菌 Thermococcus celer 由来の DNA ポリメラーゼのクローニング、発現、および PCR への応用」。バイオ テクノロジーレター。33 (2): 339–346。doi : 10.1007 /s10529-010-0434-2。PMID 20953664。S2CID 20110756 。
- Reed, Christopher J.; Lewis, Hunter; Trejo, Eric; Winston, Vern; Evilia, Caryn (2013 年 8 月 14 日)。「古細菌極限環境細菌におけるタンパク質適応」。Archaea . 2013 : 14. doi : 10.1155/2013/373275 . PMC 3787623 . PMID 24151449。
- Wong, Kam-Bo; Bycroft, Mark; Wong, Kam-Bo (2003 年 3 月 18 日)。「高度好熱菌 Thermococcus celer 由来のリボソームタンパク質 L30e の結晶構造: 熱安定性と RNA 結合」。生化学。42 ( 10): 2857–65。doi :10.1021 / bi027131s。PMID 12627951 。
外部リンク
- BacDive の Thermococcus celer の標準株 - 細菌多様性メタデータ