Sulfolobaceae

(перенаправлено с «Sulfolobales»)

Sulfolobaceae (лат.)семейство архей из типа кренархеот (Crenarchaeota), единственное в порядке Sulfolobales[5][6]. Первый представитель семейства был выделен Т. Броком из горячего источника в национальном парке Йеллоустон[7]. Первоначально он был назван Caldariella acidophila, однако сейчас этот вид известен как Sulfolobus acidocaldarius[en][8][9].

Sulfolobaceae
RT8-4.jpg
Sulfolobus, инфицированный вирусом Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 1 (STSV-1)[1][2][3][4]. В левой и нижней частях фотографии видны две вирусные частицы веретеновидной формы, отпочковывающиеся от клетки археи. Масштаб = 1 мкм
Научная классификация
Международное научное название

Sulfolobaceae Stetter 1989

ОписаниеПравить

 
Структура вируса Sulfolobus turreted icosahedral virus, поражающего виды рода Sulfolobus, определённая с помощью криоэлектронной микроскопии (разрешение 4,5 Å)

Представители Sulfolobaceaeграмотрицательные кокки неправильной формы, подвижные или неподвижные, формируют клеточные скопления. У видов рода Sulfolobus размеры клеток составляют 0,5—1 мкм в диаметре. Клетки Metallosphaera prunae имеют диаметр около 1 мкм, Acidianus — до 1,5 мкм, Stygiolobus — 0,5—1,8 мкм, Sulfurisphaera — 0,5—1,8 мкм[10]. Деление бинарное равное, может принимать вид почкования[11]. Клетки окружены одним S-слоем гликопротеиновой природы и снабжены пилями[7]. Кроме того, у представителей рода Sulfolobus наблюдается перитрихальное расположение жгутиков (жгутики архей ещё называют археллами)[12].

Геном представителей семейства Sulfolobaceae представлен одной хромосомой длиной от 2 до 3,5 мегабаз (миллионов пар оснований). Для видов рода Sulfolobus (S. solfataricus, S. islandicus, S. acidocaldarius, S. tokodaii), видов рода Methanosphaera (M. sedula, M. yellowstonensis) и Acidianus brierleyi известны полные геномные последовательности[13].

Представители Sulfolobaceae являются факультативными хемолитотрофами. При росте на плотных средах они выпускают псевдоподии, которыми приклеиваются к кристаллам серы и пирита. Сера и пирит служат акцепторами электронов[14]. Некоторые представители ассимилируют CO2 через цикл Ивенса — Бьюкенена — Эрнона (восстановительный цикл трикарбоновых кислот). Остальные используют сложные органические вещества и получают энергию при аэробном дыхании или брожении[11].

Представители семейства — аэробы, факультативные анаэробы или облигатные анаэробы. Термофилы или гипертермофилы, оптимальная температура для роста составляет 60—90 °С. Ацидофилы, оптимальный pH 2. Оптимальная солёность — 0,03 М NaCl[11].

Для достижения времени удвоения в 4,5 ч у Sulfolobus необходимо добавление в среду сахаров, триптона и других сложных органических соединений; рост на соединениях серы гораздо более медленный[15].

Известны конъюгативные плазмиды[12] членов семейства, а также поражающие их вирусы, например, виды рода Sulfolobus могут поражаться вирусами семейств Fuselloviridae[en] и Rudiviridae[en][8].

Некоторые виды семейства, например, Sulfolobus acidocaldarius и S. tokodaii, выделят сульфолобицины — особые белки, подавляющие рост других представителей Sulfolobaceae[15].

СистематикаПравить

Анализ последовательностей генов 16S рРНК показал, что семейство Sulfolobaceae (единственное в порядке Sulfolobales) формируют отдельный кластер в классе Thermoprotei (единственному в типе кренархеот), отстоящий отдельно от других 4 порядков, наиболее близок к которому порядок Thermoproteales[16].

КлассификацияПравить

На июнь 2017 года в семейство включают 6 родов[5][6]:

ФилогенияПравить

Согласно анализу последовательностей генов 16S рРНК, семейство делится на шесть отдельных филогенетических групп, составляющих две ветви. Одна из ветвей образована двумя кластерами, соответствующим родам Metallosphaera и Acidianus. Вторая ветвь включает виды рода Sulfolobus: S. tokodaii и S. yangmingensis, а также вид Sulfurisphaera ohwakuensis, эти три вида формируют третью филогенетическую кладу. Четвёртая клада сформирована типовым видом рода SulfolobusS. acidocaldarius, а также видом Stygiolobus azoricus. В пятую кладу входят S. solfataricus и S. shibatae, по некоторым данным, в неё же входят виды S. islandicus и S. tengchongensis. В последнюю кладу входит только вид S. metallicus[16].

ПрименениеПравить

Представители рода Sulfolobusмодельные организмы из числа архей. Они также могут иметь биотехнологическое значение благодаря простоте выращивания (аэробные гетеротрофы). Они также могут быть использованы для крупномасштабной ферментации, кроме того, известны их геномные последовательности и многие биохимические особенности[23].

ПримечанияПравить

  1. Robb F., Antranikian G., Grogan D., Driessen A. (Editors) (2007) "Thermophiles: Biology and Technology at High Temperatures", CRC Press, ISBN 978-0849392146, pp. 231-232
  2. Krupovic et al. (2014) "Unification of the Globally Distributed Spindle-Shaped Viruses of the Archaea", Journal of Virology 88: 2354—2358 doi:10.1128/JVI.02941-13.
  3. Hochstein R., Bollschweiler D., Engelhardt H., Lawrence C. M., Young M. (2015) "Large Tailed Spindle Viruses of Archaea: a New Way of Doing Viral Business", Journal of Virology 89(18): 9146—9149. doi:10.1128/JVI.00612-15.
  4. "Uneven Distribution of Viruses Suggests Surprising Evolutionary Power", Scientific American [1]
  5. 1 2 Classification of domains and phyla - Hierarchical classification of prokaryotes (bacteria) : Version 2.0 : [англ.] // LPSN. — 2016. — 2 October.
  6. 1 2 Taxonomy Browser : Sulfolobales : [англ.] // NCBI. (Проверено 30 июля 2017).
  7. 1 2 Воробьёва, 2007, с. 326.
  8. 1 2 3 Воробьёва, 2007, с. 328.
  9. Le T. N., Wagner A., Albers S. V. A conserved hexanucleotide motif is important in UV-inducible promoters in Sulfolobus acidocaldarius. (англ.) // Microbiology (Reading, England). — 2017. — Vol. 163, no. 5. — P. 778—788. — doi:10.1099/mic.0.000455. — PMID 28463103. [исправить]
  10. The Prokaryotes, 2014, p. 328—330.
  11. 1 2 3 Пиневич, 2006, с. 92.
  12. 1 2 3 The Prokaryotes, 2014, p. 328.
  13. The Prokaryotes, 2014, p. 324, 328.
  14. Воробьёва, 2007, с. 326—327.
  15. 1 2 The Prokaryotes, 2014, p. 337.
  16. 1 2 The Prokaryotes, 2014, p. 323—324.
  17. 1 2 3 Воробьёва, 2007, с. 327.
  18. 1 2 The Prokaryotes, 2014, p. 329.
  19. 1 2 3 Huber Harald, Stetter Karl O. Sulfolobaceae (англ.) // Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. — 2015. — 14 September. — P. 1—2. — doi:10.1002/9781118960608.fbm00087. [исправить]
  20. 1 2 The Prokaryotes, 2014, p. 330.
  21. Sakai H. D., Kurosawa N. Sulfodiicoccus acidiphilus gen. nov., sp. nov., a sulfur-inhibited thermoacidophilic archaeon belonging to the order Sulfolobales isolated from a terrestrial acidic hot spring. (англ.) // International journal of systematic and evolutionary microbiology. — 2017. — Vol. 67, no. 6. — P. 1880—1886. — doi:10.1099/ijsem.0.001881. — PMID 28629504. [исправить]
  22. Reysenbach Anna-Louise. Sulfurococcus (англ.) // Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. — 2015. — 14 September. — P. 1—3. — doi:10.1002/9781118960608.gbm00402. [исправить]
  23. The Prokaryotes, 2014, p. 340.

ЛитератураПравить