STREPTOMYCES GRISEUS: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ ТА ВИКОРИСТАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Streptomyces griseus - вид аеробних, грампозитивних бактерій. Належить до групи актинобактерій, що належать до порядку Actinomycetales та родини Streptomycetaceae.

Вони є поширеними бактеріями в ґрунті. Вони були знайдені в асоціації з корінням рослин у ризосфері. Деякі штами були виділені також у зразках глибоких морських вод та опадів та в прибережних екосистемах.

Streptomyces griseus, виявлений за допомогою скануючого електронного мікроскопа. Автор: Docwarhol, з Wikimedia Commons Пристосованість цього виду до великого різноманіття екосистем породила важливу генетичну варіацію, яку намагалися класифікувати в ековарах.

Цей вид, як і інші види Streptomyces, виробляє велику кількість вторинних метаболітів, що надає йому великого комерційного значення. Серед них виділяється стрептоміцин (аміноглікозидний антибіотик), перший антибіотик, який ефективно застосовується проти туберкульозу.

характеристики

S. griseus - грампозитивна аеробна бактерія, яка виробляє міцелію. Клітинна стінка товста, складається в основному з пептидоглікану та ліпідів.

Цей вид розвиває як субстрат, так і повітряну міцелію. Обидва типи міцелію мають різну морфологію. Гіфи міцелію субстрату можуть бути діаметром 0,5-1 мкм. Повітряний міцелій нитчастий і мало гіллястий.

У культуральному середовищі ці міцелії представлені різними відтінками сірого. Зворотний бік колонії сіро-жовтуватий. Вони не виробляють пігментів меланіну.

Спорові ланцюги випрямлені і складаються з 10-50 спор. Поверхня їх гладка.

Вид використовує глюкозу, ксилозу, маніт або фруктозу як джерело вуглецю. У культуральних середовищах з арабінозою або рамнозою не спостерігається зростання колоній.

Оптимальна температура для його розвитку коливається в межах 25 - 35 ° C.

Вони ростуть в широкому діапазоні pH, між 5 і 11. Однак його ріст є оптимальним у лужних середовищах з рН 9, тому його вважають лужним.

Генетика

Геном S. griseus повністю секвенсований. Він має лінійну хромосому з більш ніж вісьмома мільйонами пар основ. Присутність плазмід не спостерігалося.

Хромосома має понад 7000 ORF (послідовності РНК з відкритою рамкою). Для більш ніж 60% цих послідовностей відома функція, яку вони виконують. Вміст GC для S. griseus становить приблизно 72%, що вважається високим.

Вторинні метаболіти

Більшість видів Streptomyces продукують велику кількість вторинних метаболітів. Серед них ми знаходимо антибіотики, імунодепресанти та інгібітори ферментів.

Аналогічно, ці бактерії здатні виробляти деякі промислово важливі ферменти, такі як ізомераза глюкози або трансглутаміназа.

У випадку з S. griseus найважливішим вторинним метаболітом є стрептоміцин. Однак цей організм виробляє інші сполуки, наприклад певні типи фенолів, які дуже ефективні в боротьбі з різними фітопатогенними грибами.

Таксономія

Вид вперше був описаний із ґрунтових ізолятів з району Росії. Дослідник Країнський у 1914 р. Ідентифікує його як Actinomyces griseus.

Пізніше Васкман та Кертіс змогли виділити види в різних зразках ґрунтів у США. У 1943 році Васкман та Анрічі запропонували рід Streptomyces на основі морфології та типу клітинної стінки їх видів. Ці автори розміщують вид у цьому роді у 1948 році.

Філогенез та синоніми

Для S. griseus було запропоновано три підвиди. Однак молекулярні дослідження виявили, що два з цих таксонів відповідають виду S. microflavus.

З філогенетичної точки зору, S. griseus утворює групу з S. argenteolus та S. caviscabies. Ці види мають велику схожість по відношенню до рибосомних послідовностей РНК.

На основі порівняння послідовностей РНК вдалося встановити, що деякі таксони, які вважаються видами, крім S. griseus, мають однаковий генетичний склад.

Тому ці назви стали синонімічними до виду. Серед них маємо S. erumpens, S. ornatus та S. setonii.

Біологічний цикл

Види Streptomyces виробляють два типи міцелію під час свого розвитку. Субстратний міцелій, який складає вегетаційну фазу, і міцелій повітря, який дасть спори

Утворення міцелію субстрату

Це зароджується після проростання спори. Гіфи мають діаметр 0,5-1 мкм. Вони виростають з яблук і розвивають розгалуження, утворюючи складну матрицю гіф.

Мало відокремлених септів, які можуть представити кілька копій геному. Під час цієї фази бактерії використовують корисні речовини, наявні в навколишньому середовищі, для накопичення біомаси.

У міру розвитку цього міцелію настає загибель клітин деяких септів. У міцелії зрілого субстрату чергуються живі та мертві сегменти.

Коли бактерії розвиваються в ґрунті або в занурених культурах, вегетативна фаза переважає.

Утворення повітряного міцелію

У один момент розвитку колоній починає утворюватися міцелій з меншою кількістю гілок. У S. griseus утворюються довгі нитки, які дуже мало гіллясті.

Харчування, необхідне для утворення цього міцелію, отримується з лізису клітин міцелію субстрату. У цій фазі вид продукує різні вторинні метаболіти.

Спороутворення

У цій фазі гіфи припиняють свій ріст і починають фрагментуватися поперечно. Ці фрагменти швидко трансформуються в округлі спори.

Спорові ланцюги утворюються, що складаються приблизно з п'ятдесяти клітин. Спори кулясті до овальної форми, діаметром 0,8-1,7 мкм і з гладкою поверхнею.

Програми

Основне застосування, пов’язане з S. griseus, - вироблення стрептоміцину. Це бактерицидний антибіотик. Вперше він був виявлений у 1943 році Альбертом Шатцом у штамах виду.

Стрептоміцин - одне з найбільш ефективних методів лікування туберкульозу, спричиненого туберкульозом Mycobacterium.

Однак у S. griseus є й інші напрямки використання. Вид виробляє інші антибіотики, серед яких є такі, що атакують пухлини. Він також виробляє комерційно використовувані протеолітичні ферменти, такі як пронази. Ці ферменти блокують інактивацію натрієвих каналів.

З іншого боку, в останні роки було встановлено, що S. griseus виробляє летючі речовини з групи фенолів, званої карвакрол. Ця речовина має здатність гальмувати ріст спор та міцелії різних фітопатогенних грибів.

Список літератури

1. Андерсон А та Е Веллінгтон (2001) Таксономія Streptomyces та споріднених родів. Міжнародний журнал системної та еволюційної мікробіології 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini and M Yaghoobi (2014) Біологічний контроль грибкових захворювань рослин з використанням летких речовин Streptomyces griseus. Європейський журнал експериментальної біології 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Видобуток і полірування скарбу в бактеріальному роді Streptomyces. Biosci. Біотехнол. Біохім. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori і S Horinouchi (2008) Геномна послідовність мікроорганізму, що продукує стрептоміцин, Streptomyces griseus IFO 13350, Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X та Y Huang (2010) Таксономічна оцінка клану Streptomyces griseus за допомогою багатослокового аналізу послідовностей та гібридизації ДНК-ДНК з пропозицією об'єднати 29 видів та три підвиди як 11 геномних видів. Міжнародний журнал системної та еволюційної мікробіології 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Двокомпонентні системи та регулювання вироблення антибіотиків з Streptomyces coelicolor. Дисертація на здобуття звання доктора з університету Саламанки, Іспанія. 188 с.