STREPTOMYCES GRISEUS: JELLEMZŐK, ÉLETCIKLUS ÉS FELHASZNÁLÁS - BIOLÓGIA - 2025

A Streptomyces griseus aerob, gram-pozitív baktériumok faja. Az Actinobacteria csoporthoz tartozik, az Actinomycetales rendbe és a Streptomycetaceae családba.

Általános baktériumok a talajban. Ezeket a rizoszféra növényi gyökereivel kapcsolatban találták meg. Néhány törzset a mélytengeri vizek és üledékek mintáiban és a part menti ökoszisztémákban is izoláltak.

Streptomyces griseus pásztázó elektronmikroszkóppal. Szerző: Docwarhol, a Wikimedia Commons-tól: Ennek a fajnak az az képessége, hogy alkalmazkodjon az ökoszisztémák nagy változatosságához, jelentős genetikai variációt generált, amelyet megkíséreltek ökovariánsokba sorolni.

Ez a faj, a többi Streptomyces fajhoz hasonlóan, számos másodlagos metabolitot termel, ami nagy kereskedelmi jelentőséggel bír. Ezek közül kiemelkedik a streptomycin (aminoglikozid-antibiotikum), az első olyan antibiotikum, amelyet hatékonyan alkalmaznak a tuberkulózis ellen.

jellemzők

Az S. griseus grampozitív aerob baktérium, amely micéliumot termel. A sejtfal vastag, főleg peptidoglikánból és lipidekből áll.

Ez a faj fejti ki mind a szubsztrátot, mind a légi micéliumot. A micélium mindkét típusának morfológiája eltérő. A szubsztrát micélium hyphae átmérője 0,5 - 1 um lehet. A légi micélium rostos és kis elágazású.

A tápközegben ezek a micéliumok különböző szürkeárnyalatot mutatnak. A kolónia hátoldala szürkés-sárgás. Nem termelnek melanin pigmenteket.

A spóra láncok rugalmasak és 10-50 spórából állnak. Ezek felülete sima.

A faj szénforrásként glükózt, xilózt, mannitot vagy fruktózt használ. Az arabinózt vagy ramnózt tartalmazó tápközegekben nem figyelhető meg kolónia növekedés.

Fejlődésének optimális hőmérséklete 25-35 ° C.

Széles pH-tartományban növekednek, 5 és 11 között. Azonban optimális növekedés lúgos környezetben, amelynek pH-ja 9, ezért lúgosnak tekintik.

Genetika

Az S. griseus genomját teljesen szekvenáltuk. Lineáris kromoszómája van, több mint nyolc millió bázispárral. A plazmidok jelenlétét nem figyelték meg.

A kromoszómánál több mint 7000 ORF van (nyitott keretű RNS szekvenciák). Ezen szekvenciák több mint 60% -ára ismert az általuk végrehajtott funkció. Az S. griseus GC-tartalma körülbelül 72%, ezt magasnak tekintik.

Másodlagos metabolitok

A legtöbb Streptomyces faj számos másodlagos metabolitot termel. Ezek között antibiotikumokat, immunszuppresszánsokat és enzimgátlókat találunk.

Hasonlóképpen, ezek a baktériumok képesek bizonyos iparilag fontos enzimek, például glükóz-izomeráz vagy transzglutamináz előállítására.

Az S. griseus esetében a legfontosabb másodlagos metabolit a sztreptomicin. Ez a szervezet azonban más vegyületeket is előállít, például bizonyos típusú fenolokat, amelyek nagyon hatékonyak a különféle fitopatogén gombák leküzdésében.

taxonómia

A fajt először az oroszországi térség talajszigeteiből írták le. Krainsky kutatója 1914-ben Actinomyces griseus-ként azonosította.

Később Waskman és Curtis különféle talajmintákban tudta elkülöníteni az Egyesült Államokat. 1943-ban Waskman és Henrici a Streptomyces nemzetet javasolt fajaik morfológiája és sejtfalatípusa alapján. Ezek a szerzők 1948-ban ebbe a nemzetségbe helyezték a fajokat.

Filogenia és szinonimák

Három alfajt javasoltak az S. griseus számára. A molekuláris vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy ezeknek a taxonoknak kettő megfelel az S. microflavus fajnak.

Filogenetikai szempontból az S. griseus csoportot képez S. argenteolus és S. caviscabies csoportokkal. Ezek a fajok nagy hasonlóságot mutatnak a riboszomális RNS szekvenciákkal szemben.

Az RNS-szekvenciák összehasonlítása alapján megállapítható, hogy egyes taxonoknak, amelyek nem az S. griseustól eltérő fajok, azonos genetikai összetételük van.

Ezért ezek a nevek szinonimássá váltak a fajjal. Ezek között van S. erumpens, S. ornatus és S. setonii.

Biológiai ciklus

A Streptomyces fajok fejlődésük során kétféle micéliumot termelnek. A szubsztrát micélium, amely a vegetatív fázist alkotja, és a légiforgalmi micélium, amely a spórákat okozza

Szubsztrát micélium kialakulása

Ez a spóra csírázása után származik. A hifák átmérője 0,5-1 um. Ezek fejlõdésükbõl növekednek, és következmények alakulnak ki, és komplex mátrixot hoznak létre.

Kevés szekcionált septa van jelen, amelyek a genom több példányát képesek bemutatni. Ebben a szakaszban a baktériumok kihasználják a környezetben lévő tápanyagokat a biomassza felhalmozódására.

Ahogy a micélium fejlődik, néhány septa sejthalálba kerül. Az érett szubsztrát micéliumban az élő és az elhullott szegmensek váltakoznak.

Amikor a baktériumok a talajban vagy az elmerült növényekben fejlődnek ki, a vegetatív fázis az uralkodó.

Légi micélium kialakulása

A kolóniák fejlődésének egy pontján kevesebb ágú micélium kezd kialakulni. Az S. griseus-ban hosszú szálak képződnek, amelyek nagyon kevéssé elágazóak.

A micélium kialakulásához szükséges táplálékot a szubsztrát micéliumsejtek líziséből nyerik. Ebben a fázisban a faj előállítja a különböző másodlagos metabolitokat.

Spóraképződés

Ebben a fázisban a hifák megállítják növekedésüket, és keresztirányban kezdik fragmentálni. Ezek a fragmentumok gyorsan lekerekített spórákká alakulnak.

A spóra láncok körülbelül ötven sejtből állnak. A spórák gömb alakú vagy ovális alakúak, átmérőjük 0,8-1,7 μm, sima felületük van.

Alkalmazások

Az S. griseushoz kapcsolódó fő felhasználás a streptomycin előállítása. Ez egy baktericid antibiotikum. Elsőként 1943-ban fedezte fel Schatz Albert a faj törzseiben.

A streptomicin az egyik leghatékonyabb kezelés a Mycobacterium tuberculosis által okozott tuberkulózis kezelésében.

Az S. griseusnak azonban más felhasználása is van. A faj más antibiotikumokat állít elő, amelyek közül néhány támad meg a daganatokat. Emellett kereskedelmi forgalomban alkalmazott proteolitikus enzimeket, például pronázokat is termel. Ezek az enzimek blokkolják a nátrium-csatornák inaktiválását.

Másrészt az utóbbi években megállapítást nyert, hogy az S. griseus illékony anyagokat termel a karvakrolnak nevezett fenolok csoportjából. Ez az anyag képes gátolni a különféle fitopatogén gombák spóráinak és micéliáinak növekedését.

Irodalom

1. Anderson A és E Wellington (2001) A Streptomyces és rokon nemzetségeinek taxonómiája. Nemzetközi folyóirat a szisztematikus és evolúciós mikrobiológiáról 51: 797-814.
2. Danaei M., A Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini és M Yaghoobi (2014) A növényi gombás betegségek biológiai ellenőrzése a Streptomyces griseus illékony anyagainak felhasználásával. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) A kincs bányászása és csiszolása a Streptomyces baktériumokban. Biosci. Biotechnol. Biochem., 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori és S Horinouchi (2008) A sztreptomicint termelő mikroorganizmus Streptomyces griseus genomszekvenciája IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X és Y Huang (2010) A Streptomyces griseus clade taxonómiai értékelése multilokus szekvencia-elemzéssel és DNS-DNS hibridizációval, azzal a javaslattal, hogy 29 fajt és három alfajt 11 genomi fajként kombináljunk. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Kétkomponensű rendszerek és az Streptomyces coelicolor antibiotikumok előállításának szabályozása. Dolgozat doktori címet szerez a spanyol Salamanca Egyetemen. 188 pp.