STREPTOMYCES GRISEUS: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЖИЗНЕН ЦИКЪЛ И ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Streptomyces griseus е вид аеробни, грамположителни бактерии. Принадлежи към групата на актинобактериите от семейството на Actinomycetales и семейство Streptomycetaceae.

Те са често срещани бактерии в почвата. Те са открити във връзка с корените на растенията в ризосферата. Някои щамове също са изолирани в проби от дълбоки морски води и седименти и в крайбрежните екосистеми.

Streptomyces griseus, наблюдаван със сканиращ електронен микроскоп. Автор: Docwarhol, от Wikimedia Commons Приспособимостта на този вид към голямо разнообразие от екосистеми породи важна генетична вариация, която се опита да се класифицира в ековарите.

Този вид, подобно на други видове Streptomyces, произвежда голям брой вторични метаболити, което му придава голямо търговско значение. Сред тях се откроява стрептомицин (аминогликозиден антибиотик), първият антибиотик, използван ефективно срещу туберкулоза.

характеристики

S. griseus е грам-положителна аеробна бактерия, която произвежда мицелия. Клетъчната стена е дебела, изградена предимно от пептидогликан и липиди.

Този вид развива както субстратна, така и въздушна мицелия. И двата вида мицел имат различна морфология. Хифите на субстратния мицел могат да бъдат с диаметър 0,5 - 1 цт. Въздушният мицел е нишковиден и малко разклонен.

В културната среда тези мицели представят различни нюанси на сивото. Обратната страна на колонията е сиво-жълтеникава. Те не произвеждат меланинови пигменти.

Споровите вериги са правоъгълни и се състоят от 10-50 спори. Повърхността на тях е гладка.

Видът използва глюкоза, ксилоза, манитол или фруктоза като източник на въглерод. В културните среди с арабиноза или рамноза не се наблюдава растеж на колонии.

Оптималната температура за неговото развитие варира от 25 - 35 ° C.

Те растат в широк диапазон на pH, между 5 и 11. Въпреки това растежът му е оптимален в алкални среди с рН 9, поради което се счита за алкален.

генетика

Геномът на S. griseus е изцяло секвенциран. Той има линейна хромозома с повече от осем милиона базови двойки. Наличието на плазмиди не е наблюдавано.

Хромозомата има повече от 7000 ORF (отворени рамкови РНК последователности). За повече от 60% от тези последователности е известна функцията, която те изпълняват. Съдържанието на GC за S. griseus е приблизително 72%, което се счита за високо.

Вторични метаболити

Повечето видове Streptomyces произвеждат голям брой вторични метаболити. Сред тях откриваме антибиотици, имуносупресори и ензимни инхибитори.

По същия начин, тези бактерии са способни да произвеждат някои индустриално важни ензими, като глюкоза изомераза или трансглутаминаза.

В случай на S. griseus, най-важният вторичен метаболит е стрептомицинът. Този организъм обаче произвежда други съединения, като някои видове феноли, които са много ефективни в контрола на различни фитопатогенни гъби.

таксономия

Видът е описан за първи път от почвени изолати от район на Русия. Изследователят Крайнски през 1914 г. го определя като Actinomyces griseus.

По-късно Waskman и Curtis успяха да изолират вида в различни почвени проби в Съединените щати. През 1943 г. Waskman и Henrici предлагат род Streptomyces въз основа на морфологията и вида на клетъчната стена на техния вид. Тези автори поставят вида в този род през 1948 г.

Филогения и синоними

Три подвида са предложени за S. griseus. Въпреки това, молекулярните изследвания разкриват, че две от тези таксони съответстват на вида S. microflavus.

От филогенетична гледна точка, S. griseus образува група със S. argenteolus и S. caviscabies. Тези видове имат голямо сходство по отношение на рибозомните последователности на РНК.

Въз основа на сравнението на последователностите на РНК беше възможно да се установи, че някои таксони, считани за видове, различни от S. griseus, имат същия генетичен състав.

Следователно тези имена са се превърнали в синоним на вида. Сред тях имаме S. erumpens, S. ornatus и S. setonii.

Биологичен цикъл

Видовете Streptomyces произвеждат два вида мицел по време на развитието си. Субстратният мицел, съставляващ вегетативната фаза, и въздушният мицел, който ще породи спорите

Образуване на субстратен мицел

Това възниква след покълването на спорите. Хифите са с диаметър 0,5-1 µm. Те растат от ябълките и развиват разклонения, създавайки сложна матрица от хифи.

Малко са разделени септали, които могат да представят множество копия на генома. По време на тази фаза бактериите се възползват от хранителните вещества, присъстващи в околната среда, за да натрупат биомаса.

Докато този мицел се развива, настъпва клетъчна смърт на някои септи. В мицела на зрелия субстрат се редуват живи и мъртви сегменти.

Когато бактериите се развиват в почвата или в потопените култури, вегетативната фаза е преобладаваща.

Образуване на въздушен мицел

В един момент от развитието на колониите започва да се образува мицел с по-малко клони. В S. griseus се образуват дълги нишки, които са много малко разклонени.

Храненето, необходимо за образуването на този мицел, се получава от лизиса на субстратните мицелни клетки. В тази фаза видът произвежда различните вторични метаболити.

Образуване на спори

В тази фаза хифи спират растежа си и започват да се фрагментират напречно. Тези фрагменти бързо се трансформират в заоблени спори.

Споровите вериги се формират, състоящи се от приблизително петдесет клетки. Спорите са сферични до овални, с диаметър 0.8-1.7 µm и с гладка повърхност.

Приложения

Основната употреба, свързана със S. griseus, е производството на стрептомицин. Това е бактерициден антибиотик. За първи път е открит през 1943 г. от Albert Schatz в щамове от вида.

Стрептомицинът е едно от най-ефективните лечения за лечение на туберкулоза, причинена от Mycobacterium tuberculosis.

S. griseus обаче има и други приложения. Видът произвежда други антибиотици, сред които има и такива, които атакуват тумори. Той също така произвежда търговски използвани протеолитични ензими, като пронази. Тези ензими блокират инактивирането на натриевите канали.

От друга страна, през последните години се установи, че S. griseus произвежда летливи вещества от групата феноли, наречени карвакрол. Това вещество има способността да инхибира растежа на спорите и мицелите на различни фитопатогенни гъби.

Препратки

1. Anderson A и E Wellington (2001) Таксономията на Streptomyces и свързаните с тях родове. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini and M Yaghoobi (2014) Биологичен контрол на гъбични болести по растенията с помощта на летливи вещества от Streptomyces griseus. Европейско списание за експериментална биология 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Добив и полиране на съкровището от бактериален род Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori и S Horinouchi (2008) Геномна последователност на микроорганизма, произвеждащ стрептомицин Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X и Y Huang (2010) Таксономична оценка на клана Streptomyces griseus с помощта на многослоен анализ на последователността и ДНК-ДНК хибридизация с предложение за комбиниране на 29 вида и три подвида като 11 геномни вида. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Двукомпонентни системи и регулиране на производството на антибиотици от Streptomyces coelicolor. Теза за получаване на званието доктор от университета в Саламанка, Испания. 188 стр.