Aquificae

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Aquificae
Научна класификација
Домен: Bacteria
Колено: Aquificae
Reysenbach 2002 emend. Gupta & Lali 2014
Класа: Aquificae
Reysenbach 2002 emend. Gupta & Lali 2014
Редови и фамилии
Синоними
  • Aquificaeota Oren et al. 2015

Aquificae е колено на бактерии кои живеат во средини со екстремни услови.[1][2] Името на коленото потекнува од името на најрано идентификуваниот род од оваа група кој бил наречен Aquifex ("создавач на вода"), бидејќи овие бактерии се способни да создаваат вода со оксидација на водородот.[3] Досега тие се пронајдени во океани, езера и извори. Овие бактерии се автотрофи, и служат како примарни врзувачи на јаглеродот во екосистемите во кои живеат. Тие се Грам-негативни, стапчести бактерии, и не се способни да формираат ендоспори.[4]

Таксономија[уреди | уреди извор]

Коленото во моментов содржи една класа, два реда, 15 родови и 42 потврдени видови.[5][6][7] Редот Aquificales се состои од фамилиите Aquificaceae и Hydrogenothermaceae, додека редот Desulfobacteriales ја содржи само фамилијата Desulfurobacteriaceae. Видот Thermosulfidibacter takaii не се класифицира во ниту една од фамилиите, иако во моментов се смета за член на редот Aquificales.[8] Сепак, овој вид покажува многу физиолошки сличности со Desulfobacteriaceae.

Молекуларни обележја и филогенетска позиција[уреди | уреди извор]

Компаративните геномски студии идентификуваа неколку CSIs (анг. conserved signature indels) кои се специфични за сите видови на коленото Aquificae и се сметаат за потенцијални молекуларни маркери. Редот Aquificales се разликува од редот Desulfobacteriales со неколку CSIs кај различни протеини кои се специфични за секој од редовите. Дополнителни CSIs биле пронајдени на ниво на фамилии, и може да се користат за разграничување на Aquificae и Hydrogenothermaceae. Покрај ова, членовите на двата реда меѓусебе покажуваат и физиолошки разлики. Членовите на Desulfurobacteriales се стриктни анаероби кои оксидираат водород за енергија, додека членовите на Aquificales се микроаерофили, кои се способни да оксидираат и други супстанци (како што се сулфур или тиосулфат) во дополнение на водородот.[9][10][11]

Неколку CSIs се исто така идентификувани дека се специфични за видовите на Aquificae и можат да служат како потенцијални молекуларни маркери за ова колено. Освен тоа, беше идентификувана 51-аминокиселинска инсерција во SecA препротеинската транслоказа која ја споделуваат неколку членови на Aquificae, како и два вида од Thermotoga. Во генетските дрва градени врз основа на 16S рРНК, видовите на Aquificae се гранаат во близината на коленото Thermotogae (колено кое исто така вклучува хипертермофилни бактерии) во близина на точката на разгранување меѓу бактериите и археите.[12] Сепак, блиското сродство на Aquificae со Thermotogae и длабокото разгранување на Aquificae не е поддржано од други филогенетски студии засновани на други генски и протеински секвенци[13][14][15][16] и од CSIs во неколку универзални протеини.[17] Присуството на инсерцијата во видовите на Thermotoga може да се должи на хоризонтален пренос на гени. Длабокото разгранување на видовите на Aquificae во филогенетското дрво, засновано на рРНК гени, се објаснува како артефакт кој произлегува од високата содржина на G+C на нивните 16S-23S-5S оперони. Високата содржина на G+C во рибозомната РНК (повеќе од 62%), може да се објасни со потребата за стабилност на секундарната структура на рРНК при екстремно високите температури на кои живеат овие бактерии,[18] а дополнителен доказ дека ова колено не претставува длабоко разгранувачка лоза се CSIs во голем број на есенцијални протеини (Hsp70, Hsp60, RpoB, RpoB и AlaRS), кои го поддржуваат сместувањето на ова колено во близина на коленото Proteobacteria. Специфична врска меѓу Aquificae и Proteobacteria е поддржана со CSI од две аминокиселини во ензимот неорганска пирофосфатаза, кој исклучиво се наоѓа само во видовите на овие две колена. Томас Кавалир-Смит, исто така, има сугерирано дека Aquificae се најсродни со Proteobacteria.[19] Спротивно на погоре наведените анализи, кои се засновани на неколку CSIs или на поединечни гени, анализите на информациските гени, кои поретко се пренесувале на лозата на Aquifex отколку не-информациските гени, најчесто ги групираат Aquificales блиску до Thermotogales.[20] Овие автори групирањето на Aquificae со Epsilonproteobacteria го објаснуваат како резултат на чести хоризонтални преноси на гени кои се должат на делењето на исти еколошки ниши.

Филогенија[уреди | уреди извор]

Моментално прифатената таксономија е базирана на Листата на имиња на прокариотите со евиденција во номенклатурата (анг. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature - LPSN) и Националниот центар за биотехнолошки информации (анг. National Center for Biotechnology Information - NCBI),[21] а филогенијата е базирана на 16S рРНК-базираното LTP ослободување 123 од страна на Проектот "Животно дрво на сите видови" (анг. The All-Species Living Tree Project).[22][23]



Thermosulfidibacter takaii



Desulfurobacteriaceae

Phorcysia thermohydrogeniphila




Desulfurobacterium thermolithotrophum





Desulfurobacterium atlanticum



Desulfurobacterium pacificum



Thermovibrio

T. ruber




Balnearium lithotrophicum




T. ammonificans



T. guaymasensis








Aquificales
Hydrogenothermaceae

Persephonella hydrogeniphila




Persephonella marina




Persephonella guaymasensis




Venenivibrio stagnispumantis


Sulfurihydrogenibium

S. yellowstonense





S. kristjanssonii



S. subterraneum





S. azorense



S. rodmanii









Aquificaceae

Hydrogenobaculum acidophilum



Hydrogenobacter

H. subterraneus




H. hydrogenophilus



H. thermophilus






Thermocrinis minervae




Thermocrinis ruber




Thermocrinis albus




Aquifex pyrophilus


Hydrogenivirga

H. calditorris



H. okinawensis












Забелешка:

♠ Видови кои се наоѓаат во Националниот центар за биотехнолошки информации (анг. National Center for Biotechnology Information - NCBI), но не се наведени во Листата на имиња на прокариотите со евиденција во номенклатурата (анг. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature - LPSN).

Таксономија[уреди | уреди извор]

  • Род Thermosulfidibacter Nunoura et al. 2008
    • Вид Thermosulfidibacter takaii Nunoura et al. 2008
  • Ред Desulfurobacteriales Gupta & Lali 2014
    • Фамилија Desulfurobacteriaceae L'Haridon et al. 2006
      • Род Balnearium Takai et al. 2003
        • Вид Balnearium lithotrophicum Takai et al. 2003
      • Род Desulfurobacterium L'Haridon et al. 1998 emend. L'Haridon et al. 2006
        • Вид "D. crinifex" ♠ Alain et al. 2003
        • Вид D. atlanticum L'Haridon et al. 2006
        • Вид D. pacificum L'Haridon et al. 2006
        • Вид D. thermolithotrophum L'Haridon et al. 1998 (type sp.)
      • Род Phorcysia Pérez-Rodríguez et al. 2012
        • Вид Phorcysia thermohydrogeniphila Pérez-Rodríguez et al. 2012
      • Род Thermovibrio Huber et al. 2002
        • Вид T. ammonificans Vetriani et al. 2004
        • Вид T. guaymasensis L'Haridon et al. 2006
        • Вид T. ruber Huber et al. 2002 (type sp.)
  • Ред Aquificales Reysenbach 2002 emend. Gupta & Lali 2014
    • Фамилија Aquificaceae Reysenbach 2002
      • Род Aquifex Huber and Stetter 1992
        • Вид A. pyrophilus Huber and Stetter 1992 (type sp.)
        • Вид "A. aeolicus" ♠ Huber and Stetter 2001
      • Род Hydrogenivirga Nakagawa et al. 2004
        • Вид H. calditorris Nakagawa et al. 2004 (type sp.)
        • Вид H. okinawensis Nunoura et al. 2008
      • Род Hydrogenobacter Kawasumi et al. 1984
        • Вид H. hydrogenophilus (Kryukov et al. 1984) Stöhr et al. 2001
        • Вид H. subterraneus Takai et al. 2001
        • Вид H. thermophilus Kawasumi et al. 1984 (type sp.)
      • Род Hydrogenobaculum Stöhr et al. 2001
        • Вид Hydrogenobaculum acidophilum (Shima and Suzuki 1993) Stöhr et al. 2001
      • Род Thermocrinis Huber et al. 1999
        • Вид T. albus Eder and Huber 2002
        • Вид T. jamiesonii Dodsworth et al. 2015
        • Вид T. minervae Huber et al. 1999
        • Вид T. ruber Huber et al. 1999 (type sp.)
    • Фамилија Hydrogenothermaceae Eder and Huber 2003
      • Род Hydrogenothermus Stöhr et al. 2001
        • Вид Hydrogenothermus marinus Stöhr et al. 2001
      • Род Persephonella Götz et al. 2002
        • Вид P. hydrogeniphila Nakagawa et al. 2003
        • Вид P. marina Götz et al. 2002 (type sp.)
        • Вид P. guaymasensis Götz et al. 2002
      • Род Sulfurihydrogenibium Takai et al. 2003 emend. O'Neill et al. 2008
        • Вид S. azorense Aguiar et al. 2004 emend. Nakagawa et al. 2005
        • Вид S. kristjanssonii Flores et al. 2008
        • Вид S. rodmanii O'Neill et al. 2008
        • Вид S. subterraneum Takai et al. 2003 emend. Nakagawa et al. 2005 (type sp.)
        • Вид S. yellowstonense Nakagawa et al. 2005
      • Род Venenivibrio Hetzer et al. 2008
        • Вид Venenivibrio stagnispumantis Hetzer et al. 2008

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Molecular signatures in protein sequences that are characteristics of the phylum Aquificae. „Int. J. Syst. Evol. Microbiol.“ том  56 (Pt 1): 99–107. јануари 2006 г. doi:10.1099/ijs.0.63927-0. PMID 16403873. http://ijs.sgmjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16403873. 
  2. Phylogenetic construction of 17 bacterial phyla by new method and carefully selected orthologs. „Gene“ том  429 (1–2): 59–64. јануари 2009 г. doi:10.1016/j.gene.2008.10.006. PMID 19000750. PMC: 2648810. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378-1119(08)00524-6. 
  3. Aquifex pyrophilus gen. nov. sp. nov., Represents a Novel Group of Marine Hyperthermophilic Hydrogen-Oxidizing Bacteria. „Syst. Appl. Microbiol.“ том  15: 340–351. 1992 г. doi:10.1016/S0723-2020(11)80206-7. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0723202011802067. 
  4. Desulfurobacterium atlanticum sp. nov., Desulfurobacterium pacificum sp. nov. and Thermovibrio guaymasensis sp. nov., three thermophilic members of the Desulfurobacteriaceae fam. nov., a deep branching lineage within the bacteria. „Int. J. Syst. Evol. Microbiol.“ том  56 (Pt 12): 2843–2852. декември 2006 г. doi:10.1099/ijs.0.63994-0. PMID 17158986. http://ijs.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/ijs.0.63994-0#tab2. 
  5. J.P. Euzéby. „Aquificae“. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). архивирано од изворникот на 13 јуни 2011 г.. https://web.archive.org/web/20110613224152/http://www.bacterio.cict.fr/classifphyla.html. посет. 9 септември 2016 г. 
  6. List of new names and new combinations previously effectively, but not validly, published. „Int. J. Syst. Evol. Microbiol.“ том  65 (7): 2017–2025. 2015 г. doi:10.1099/ijs.0.000317. http://www.microbiologyresearch.org/docserver/fulltext/ijsem/65/7/2017_ijs000317.pdf?expires=1476997064&id=id&accname=sgid023788&checksum=8E31E37C1BCAFB04D0DD96A3BB84151E. 
  7. Gupta, Radhey S.; Lali, Ricky (1 септември 2013 г). Molecular signatures for the phylum Aquificae and its different clades: proposal for division of the phylum Aquificae into the emended order Aquificales, containing the families Aquificaceae and Hydrogenothermaceae, and a new order Desulfurobacteriales ord. nov., containing the family Desulfurobacteriaceae (на en). „Antonie van Leeuwenhoek“ том  104 (3): 349–368. doi:10.1007/s10482-013-9957-6. ISSN 0003-6072. https://link.springer.com/article/10.1007/s10482-013-9957-6. 
  8. Nunoura, Takuro; Oida, Hanako; Miyazaki, Masayuki; Suzuki, Yohey (2008 г). Thermosulfidibacter takaii gen. nov., sp. nov., a thermophilic, hydrogen-oxidizing, sulfur-reducing chemolithoautotroph isolated from a deep-sea hydrothermal field in the Southern Okinawa Trough. „International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology“ том  58 (3): 659–665. doi:10.1099/ijs.0.65349-0. http://ijs.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/ijs.0.65349-0. 
  9. The hyperthermophilic bacterium Aquifex aeolicus: from respiratory pathways to extremely resistant enzymes and biotechnological applications. „Adv. Microb. Physiol.“ том  61: 125–194. 2012 г. doi:10.1016/B978-0-12-394423-8.00004-4. PMID 23046953. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123944238000044. 
  10. 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.
  11. Gupta, RS (2014) The Phylum Aquificae. The Prokaryotes 417-445. Springer Berlin Heidelberg.
  12. Huber, R. and Hannig, M. (2006) Thermotogales. Prokaryotes 7: 899-922.
  13. Klenk, H. P., Meier, T. D., Durovic, P. and others (1999) RNA polymerase of Aquifex pyrophilus: Implications for the evolution of the bacterial rpoBC operon and extremely thermophilic bacteria. J Mol Evol 48: 528-541.
  14. Gupta, R. S. (2000) The phylogeny of Proteobacteria: relationships to other eubacterial phyla and eukaryotes. FEMS Microbiol Rev 24: 367-402.
  15. Ciccarelli, F. D., Doerks, T., von Mering, C., Creevey, C. J., Snel, B., and Bork, P. (2006) Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life. Science 311: 1283-1287.
  16. Di Giulio, M. (2003) The universal ancestor was a thermophile or a hyperthermophile: Tests and further evidence. J Theor Biol 221: 425-436.
  17. Griffiths, E. and Gupta, R. S. (2004) Signature sequences in diverse proteins provide evidence for the late divergence of the order Aquificales. International Microbiol 7: 41-52.
  18. Meyer, T. E. and Bansal, A. K. (2005) Stabilization against hyperthermal denaturation through increased CG content can explain the discrepancy between whole genome and 16S rRNA analyses. Biochemistry 44: 11458-11465.
  19. Catalogue of Organisms: Standing the Heat
  20. Boussau B, Guéguen L, Gouy M. Accounting for horizontal gene transfers explains conflicting hypotheses regarding the position of Aquificales in the phylogeny of Bacteria. BMC Evol Biol. 2008 Oct 3;8:272. doi:10.1186/1471-2148-8-272.
  21. Sayers. „Aquificae“. National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Undef&id=200783&lvl=6&lin. посет. 9 септември 2016 г. 
  22. All-Species Living Tree Project.„16S rRNA-based LTP release 123 (full tree)“. Silva Comprehensive Ribosomal RNA Database. http://www.arb-silva.de/fileadmin/silva_databases/living_tree/LTP_release_123/LTPs123_SSU_tree.pdf. посет. 9 септември 2016 г. 
  23. Ludwig, W.; Euzéby, J.; Whitman W.B.. Bergey's Taxonomic Outlines: Volume 4 - Draft Taxonomic Outline of the Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes, Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrucomicrobia, Dictyoglomi, and Gemmatimonadetes. „Bergey's Manual Trust“: 15. http://bergeys.org/outlines/Bergeys_Vol_4_Outline.pdf.