Википедия

Термотоговые

(перенаправлено с «Thermotogaceae»)

Термотоговые[1] (лат. Thermotogaceae) — семейство бактерий из типа и класса термотог[2][3][4] (Thermotogae). Грамотрицательные анаэробные, в основном термофильные и гипертермофильные микроорганизмы[5]. Название типового рода Thermotoga, от которого произошли названия более высоких таксонов, отражает его существование при высоких температурах, вкупе с характерной, похожей на футляр структурой, называемой «тога», окружающей клетки этих видов[6].

Термотоговые
Thermotoga
Схематическое изображение бактерии рода Thermotoga
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Термотоги (Thermotogae Reysenbach 2001)
Класс:
Термотоги
Порядок:
Thermotogales Reysenbach 2002
Семейство:
Термотоговые
Международное научное название
Thermotogaceae Reysenbach 2002

Несмотря на то, что виды Thermotogaceae отрицательно окрашиваются по Граму, они окружены одной липидной мембраной, являясь таким образом монодермными бактериями[7][8]. Относительно недавно были обнаружены представители Thermotogaceae, существующие при мезофильных температурах[9].

Таксономия править

Семейство термотоговых — единственный представитель порядка Thermotogales. На июль 2019 г. в семейство включают 3—4 рода[10]:

  • Fervidobacterium Patel et al. 1985
  • ? Thermococcoides Feng et al. 2010 [скорее всего является синонимом рода Kosmotoga DiPippo et al. 2009 emend. Nunoura et al. 2010]
  • Thermosipho Huber et al. 1989 emend. Ravot et al. 1996
  • Thermotoga Stetter and Huber 1986typus

По данным NCBI, в семейство входят 4 рода, но 3 из них — другие[11]:

Было обнаружено, что на филогенетическом дереве, построенном на основании последовательностей 16S рРНК, Thermotogae ответвляются вместе с Aquificae (ещё одним типом, состоящим из гипертермофильных организмов) поблизости от точки разветвления бактерий и архей[5][6]. Однако, глубокие родственные связи между Thermotogae и Aquificae, также как и раннее ответвление последних, не подтверждаются филогенетическими исследованиями, основанными на сравнении последовательностей других генов и белков[12][13][14][15], а также консервативных таксонспецифических инделов (вставок и делеций) в нескольких высококонсервативных повсеместно встречающихся белках[16]. Thermotogae также привлекли внимание ученых благодаря сообщениям о вероятном очень значительном горизонтальном переносe генов между этими бактериями и археями[17][18]. Однако, недавние исследования, основанные на более надёжных методиках, показывают, что случаи горизонтального переноса генов между Thermotogae и другими группами, включая Archaea, не настолько распространены, как предполагалось в ранних исследованиях[19][20][21][22].

Характерные молекулярно-генетические черты править

До недавнего времени не было известно каких-либо биохимических или молекулярно-генетических маркеров, которые отличали бы виды типа Thermotogae от всех других бактерий[5]. Однако, недавний сравнительный геномный анализ выявил большое количество консервативных таксонспецифичных инделов (вставок и делеций) («сonserved signature indel», CSIs) в важных белках, сспецифичных либо для всего типа Thermotogae, либо для некоторых из его подгрупп[21].

Восемнадцать из этих консервативных инделов в таких важных для жизнедеятельности белках, как Pol1, RecA, TrpRS и рибосомных белках L4, L7/L12, S8, S9 и т. д. — уникальны и присутствуют во всех видах Thermotogaceae, чей геном был секвенирован. Кроме того, эти исследования также выявили 14 консервативных инделов специфичных для клады, включающей роды Fervidobacterium и Thermosipho, 12 консервативных инделов специфичных для рода Thermotoga (кроме Thermotoga lettingae) и 8 консервативных инделов, могущих служить молекулярными маркерами для видов рода Thermosipho[21].

Также, существование отдельной клады, состоящей из рано ответвляющихся от основного ствола филогенетического дерева видов Petrotoga mobilis, Kosmotoga olearia и Thermotogales bacterium mesG1, обосновано наличием 7 консервативных инделов общих для этих видов[21]. Кроме того, авторы сообщают, что некоторые CSI подтверждают данные о горизонтальном переносе генов между Thermotogae и другими группами прокариот[21].

Филогения править

Принятая на сегодня таксономия основана на List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)[10][23] и филогения соответствует основанному на последовательностях 16S рРНК выпуску The All-Species Living Tree Project 111[24].

Примечания:
♠ Штамм найден в National Center for Biotechnology Information NCBI, но не обозначен в List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)
♥ Штамм отсутствует в National Center for Biotechnology Information NCBI, но обозначен в List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)

Применение править

Из-за своей способности хорошо себя чувствовать при высоких температурах некоторые виды Thermotogaceae рассматриваются в качестве привлекательных кандидатов для использования в промышленных процессах[25]. Способность Thermotogaceae в процессе метаболизма использовать различные сложные углеводороды, выделяя при этом газообразный водород приводит к тому, что эти виды упоминаются в качестве возможного биотехнологического источника энергии, альтернативного ископаемому топливу[26].

См. также править

Примечания править

  1. ↑ Шаталкин А. И. На книгу «Монтаж древа жизни» // Журнал общей биологии. — 2006. — Т. 67, № 3. — С. 227—236.
  2. ↑ Троценко Ю. А., Доронина Н. В., Ли Ц. Д., Решетников А. С. Умеренно галоалкалофильные аэробные метилобактерии // Микробиология. — 2007. — Т. 76, № 3. — С. 293—305.
  3. ↑ Шаталкин А. И. Высший уровень деления классификации организмов. 3. Одноплёночные (Monodermata) и Двуплёночные (Didermata) организмы // Журнал общей биологии. — 2004. — Т. 65, № 3. — С. 195—210.
  4. ↑ Заварзин Г. А. Протеобактерии: экологический принцип в систематике прокариот // Природа. — Наука, 1990. — № 5. — С. 11.
  5. ↑ 1 2 3 Huber R. and Hannig M. (2006) Thermotogales. Prokaryotes 7: 899—922.
  6. ↑ 1 2 Reysenbach A.-L. (2001). Phylum BII. Thermotogae phy. nov. In: Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, pp. 369—387. Eds D. R. Boone, R. W. Castenholz. Springer-Verlag: Berlin.
  7. ↑ Gupta R. S. Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria, and eukaryotes (англ.) // Microbiol Mol Biol Rev : journal. — 1998. — Vol. 62. — P. 1435—1491. — PMID 9841678. — PMC 98952.
  8. ↑ Gupta R. S. Origin of diderm (Gram-negative) bacteria: antibiotic selection pressure rather than endosymbiosis likely led to the evolution of bacterial cells with two membranes (англ.) // Antonie van Leeuwenhoek : journal. — 2011. — Vol. 100. — P. 171—182. — doi:10.1007/s10482-011-9616-8. — PMID 21717204.
  9. ↑ Nesbo C. L., Kumaraswamy R., Dlutek M., Doolittle W. F., and Foght J. Searching for mesophilic Thermotogales bacteria: "mesotogas" in the wild (англ.) // Appl Environ Microbiol : journal. — 2010. — Vol. 76. — P. 4896—4900. — doi:10.1128/AEM.02846-09. — PMID 20495053.
  10. ↑ 1 2 Classification of domains and phyla - Hierarchical classification of prokaryotes (bacteria) : Version 2.2 : [англ.] // LPSN. — 2019. — 22 June.
  11. ↑ NCBI: Thermotogaceae. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 2 мая 2022 года.
  12. ↑ Klenk H. P., Meier T. D., Durovic P., et al. RNA polymerase of Aquifex pyrophilus: Implications for the evolution of the bacterial rpoBC operon and extremely thermophilic bacteria (англ.) // J Mol Evol : journal. — 1999. — Vol. 48. — P. 528—541. — PMID 10198119.
  13. ↑ Gupta R. S. The phylogeny of Proteobacteria: relationships to other eubacterial phyla and eukaryotes (англ.) // FEMS Microbiol Rev : journal. — 2000. — Vol. 24. — P. 367—402. — PMID 10978543.
  14. ↑ Ciccarelli F. D., Doerks T., von Mering C., Creevey C. J., Snel B., and Bork P. Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life (англ.) // Science : journal. — 2006. — Vol. 311. — P. 1283—1287. — doi:10.1126/science.1123061. — PMID 16513982.
  15. ↑ Di Giulio M. The universal ancestor was a thermophile or a hyperthermophile: Tests and further evidence (англ.) // J Theor Biol : journal. — 2003. — Vol. 221. — P. 425—436. — PMID 12642117.
  16. ↑ Griffiths E. and Gupta R. S. Signature sequences in diverse proteins provide evidence for the late divergence of the order Aquificales. (англ.) // International Microbiol : journal. — 2004. — Vol. 7. — P. 41—52. — PMID 15179606.
  17. ↑ Nelson K. E., Clayton R., Gill S. et al. Evidence for lateral gene transfer between Archaea and Bacteria from genome sequence of Thermotoga maritima (англ.) // Nature : journal. — 1999. — Vol. 399, no. 6734. — P. 323—329. — doi:10.1038/20601. — PMID 10360571.
  18. ↑ Nesbo C. L., L'Haridon S., Stetter K. O., and Doolittle W. F. Phylogenetic analyses of two "Archaeal" genes in Thermotoga maritima reveal multiple transfers between Archaea and Bacteria (англ.) // Mol Biol Evol : journal. — 2001. — Vol. 18. — P. 362—375. — PMID 11230537.
  19. ↑ Ochman H., Lawrence J. G., and Groisman E. A. Lateral gene transfer and the nature of bacterial innovation (англ.) // Nature : journal. — 2000. — Vol. 405. — P. 299—304. — PMID 10830951.
  20. ↑ Zhaxybayeva O., Swithers K. S., Lapierre P., et al. On the chimeric nature, thermophilic origin, and phylogenetic placement of the Thermotogales (англ.) // Proc Natl Acad Sci U S A : journal. — 2009. — Vol. 106. — P. 5865—5870. — doi:10.1073/pnas.0901260106. — PMID 19307556.
  21. ↑ 1 2 3 4 5 Gupta R. S. and Bhandari V. Phylogeny and molecular signatures for the phylum Thermotogae and its subgroups (англ.) // Antonie Van Leeuwenhoek : journal. — 2011. — Vol. 100. — P. 1—34. — doi:10.1007/s10482-011-9576-z. — PMID 21503713.
  22. ↑ Kunisawa T. Inference of the phylogenetic position of the phylum Deferribacteres from gene order comparison (англ.) // Antonie van Leeuwenhoek : journal. — 2011. — Vol. 99. — P. 417—422. — doi:10.1007/s10482-010-9492-7. — PMID 20706870.
  23. ↑ Sayers et al. Thermotogae. National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database [1]. Дата обращения: 20 марта 2013. Архивировано 20 ноября 2017 года.
  24. ↑ All-Species Living Tree Project.16S rRNA-based LTP release 111 (full tree). Silva Comprehensive Ribosomal RNA Database [2]. Дата обращения: 20 марта 2013. Архивировано 23 сентября 2015 года.
  25. ↑ Eriksen N. T., Riis M. L., Holm N. K., and Iversen N. H(2) synthesis from pentoses and biomass in Thermotoga spp. (англ.) // Biotechnol Lett. : journal. — 2010. — Vol. 33, no. 2. — P. 293—300. — doi:10.1007/s10529-010-0439-x. — PMID 20960218.
  26. ↑ Conners S. B., Mongodin E. F., Johnson M. R., Montero C. I., Nelson K. E., and Kelly R. M. Microbial biochemistry, physiology, and biotechnology of hyperthermophilic Thermotoga species (англ.) // FEMS Microbiol Rev : journal. — 2006. — Vol. 30. — P. 872—905. — PMID 17064285.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Термотоговые&oldid=134394848