Diplorickettsia massiliensis
|
|
| Diplorickettsia massiliensis | |
|---|---|
| Wewnątrzkomórkowe czerwone pręciki zwykle zgrupowane w pary, ale niepołączone ze sobą | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: |
D. massiliensis
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Diplorickettsia massiliensis Mediannikow i in. 2011
|
|
Diplorickettsia massiliensis jest bezwzględną wewnątrzkomórkową bakterią Gram-ujemną , wyizolowaną z kleszczy Ixodes ricinus zebranych w lasach Republiki Słowackiej geograficznie z południowo-wschodniej części Rovinki w 2006 roku. Należą one do klasy gammaproteobacteria i nie tworzą przetrwalników, są to małe pałeczki, zwykle zgrupowane w pary. Bakteria jest nieruchoma, a sekwencjonowanie genów 16S rRNA, rpoB , parC i ftsY wskazuje, że bakteria ta wyraźnie różni się od wszystkich innych znanych gatunków. Wstępna analiza filogenetyczna oparta na 16S rRNA skupiła D. massiliensis z Rickettsiella grylli . Z powodu niskiego podobieństwa 16S rDNA (94%) z R. grylli został sklasyfikowany jako nowy rodzaj Diplorickettsia do rodziny Coxiellaceae i rzędu Legionellales . D. massiliensis szczep 20B zidentyfikowano u trzech pacjentów z podejrzeniem infekcji przenoszonych przez kleszcze, które wykazywały specyficzną serokonwersję. Dowody zakażenia zostały dodatkowo potwierdzone za pomocą testu PCR, w ten sposób ustalono jego rolę jako ludzkiego patogenu, a później przeprowadzono sekwencjonowanie całego genomu.
Opis
Diplorickettsia massiliensis (mas.si' li.en.sis. L. gen. przym. massiliensis, od Massilia, łacińska nazwa Marsylii we Francji , gdzie organizm ten został po raz pierwszy wyhodowany, zidentyfikowany i scharakteryzowany). Opis dotyczy rodzaju szczepu 20B. Znane rozmieszczenie geograficzne tej bakterii to Słowacja . Izolat ten został zdeponowany w zbiorach dwóch Światowej Organizacji Zdrowia ds. Odniesienia i Badań nad Riketsjami w Bratysławie w Republice Słowackiej oraz w Faculté de Médecine Uniwersytetu Morza Śródziemnego w Marsylii we Francji , a także w Niemieckiej Kolekcji Mikroorganizmów i Cell Cultures (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, DSMZ) pod numerem referencyjnym DSM 233381.
Numery dostępu GenBank/EMBL/DDBJ dla sekwencji genu 16S rRNA, rpoB, parC i ftsY szczepu B20 to odpowiednio GQ857549, GQ983049, GQ983050 i GU289825.
Analiza filogenetyczna i podpisy molekularne
Porównawcza analiza sekwencji genu 16S rRNA wykazała, że szczep ten należy do rodziny Coxiellaceae , rzędu Legionellales z Gamma-proteobacteria , a najbliższymi krewnymi są różne Rickettsiella spp. Zamplifikowano i zsekwencjonowano fragment genu rrs o długości 1476 pz, kodujący rybosomalny RNA 16S. Co zaskakujące, wyszukiwanie BLAST nie wykazało bliskiego podobieństwa z żadnymi opublikowanymi sekwencjami genów 16S RNA z innych bakterii. Poziom podobieństwa sekwencji genu 16S rRNA między szczepem 20B a innymi uznanymi gatunkami z tej rodziny wynosił poniżej 94,5%. Częściowe sekwencje rpoB , parC i ftsY potwierdziły pozycję filogenetyczną nowego izolatu. Zawartość G+C oszacowana na podstawie analizy całego genomu szczepu 20B wyniosła 37,88%. Na podstawie jego właściwości fenotypowych i genotypowych, wraz z odrębnością filogenetyczną, Mediannikov et al . zaproponowali, aby szczep 20B został sklasyfikowany w nowym rodzaju Diplorickettsia jako typ szczepu nowego gatunku o nazwie Diplorickettsia massiliensis sp. listopad [ potrzebne źródło ]
Zaobserwowano, że Diplorickettsia massiliensis i członkowie rodzaju Rickettsiella tworzą niezawodny klad w drzewach filogenetycznych, co sugeruje, że mogą należeć do jednego rodzaju. Zidentyfikowano również 12 konserwatywnych indeli sygnaturowych (CSI) dla tego kladu w białkach monofosfatazy inozytolu , syntetazie lizylo-tRNA, czynniku wydłużenia ligazy P-(R)-beta-lizyny, białku powtórzeń śmigła systemu tol-Pal TolB, typu FKBP izomeraza cis-trans peptydylo-prolilu, czynnik transkrypcyjny regulatora odpowiedzi, białko rybosomalne 30S S2, system rozszczepiania glicyny aminometylotransferaza GcvT, metalopeptydaza z rodziny M3, białko zawierające domenę wiążącą peptydoglikan lizmu i transporter oligopeptydów. Obecność tych CSI molekularnie odróżnia ten klad od innych członków rodziny Coxiellaceae , dodatkowo wspierając połączenie rodzajów Rickettsiella i Diplorickettsia. [ potrzebne źródło ]
Ponadto zidentyfikowano trzy CSI jako jednoznacznie wspólne dla Diplorickettsia, Rickettsiella i Coxiella , innego rodzaju należącego do rodziny Coxiellaceae . Brak gatunków Aquicella (pozostałego rodzaju w obrębie rodziny Coxiellaceae ) we wspólnych CSI sugeruje, że rodzaje Coxiella , Diplorickettsia i Rickettsiella mają wspólnego przodka, z wyłączeniem Aquicella .
Obserwacje hodowli i barwienia
Bakterie wizualizowane w bogatej hodowli ustanowionej w linii komórkowej XTC-2 przez barwienie Gimenez pojawiły się jako wewnątrzkomórkowe czerwone pręciki, zwykle zgrupowane w pary, ale nie połączone ze sobą. Ręczne liczenie bakterii w nielizowanej komórce eukariotycznej wykazało, że prawie wszystkie bakterie (97%) były sparowane. Bakterie gromadzą się w cytoplazmie komórek, ale nie w jądrze. Maksymalna liczba bakterii obserwowana w jednej komórce wynosiła ponad 100. Zainfekowane komórki były często rozrywane podczas wirowania z użyciem Cytospin (Thermo Shandon), co wykazano przez późniejsze barwienie. Izolat był Gram-ujemny, gdy wybarwiono bakterie pozakomórkowe. [ potrzebne źródło ]
Ponadto Mediannikow i in . zbadali odsetek zakażonych komórek i średnią liczbę bakterii na komórkę w różnych liniach komórkowych. Największą szybkość wzrostu i obecność efektu cytopatogennego stwierdzono, gdy bakterie hodowano w komórkach XTC-2 ( Xenopus laevis ). Efekt cytopatogenny, w tym odwarstwienie warstwy komórkowej i rozerwanie komórek, obserwowano 3–5 dni po inokulacji. Była to jedyna linia komórkowa ze 100% zainfekowanymi komórkami, średnia liczba bakterii na komórkę wynosiła ponad 100 we wszystkich badanych seriach. Szybkość wzrostu i gromadzenie się bakterii w komórkach były niższe w liniach komórkowych pochodzenia ludzkiego (HEL i MRC5) hodowanych w temperaturze 32°C, ale minimalne w mysich komórkach L929. [ potrzebne źródło ]
Wielokrotne próby hodowli bakterii na stałych podłożach bezksenowych (zarówno pospolitych, jak i specyficznych dla Legionelli ) nie powiodły się. [ potrzebne źródło ]
Morfologia za pomocą mikroskopii elektronowej
Barwienie negatywne wykazało, że bakterie mają średnią długość 1540 nm (zakres: 848 do 3067 nm) i średnią średnicę 695 nm (zakres: 515 do 992 nm). Najdłużej bakterie były w trakcie podziału. Bakterie szczepu 20B zebrano, gdy były pozakomórkowe do badań struktur powierzchniowych. W przeciwieństwie do innych bakterii wewnątrzkomórkowych, w tym riketsji, szczep 20B nie uwydatniał glikoprotein powierzchniowych po zabarwieniu czerwienią rutenową. [ potrzebne źródło ]
Wszystkie bakterie obserwowane wewnątrzkomórkowo znajdowały się w wakuolach. W przeciwieństwie do Rickettsiella , nie przedstawiają regularnej organizacji sugerującej strukturę krystaliczną. Na podstawie wizualnego wrażenia sparowanych bakterii policzyli liczbę bakterii w wakuolach w całym przekroju: 51,4% wakuoli zawierało 2 bakterie, 13,2% zawierało 3 lub 4 bakterie, 1,7% zawierało więcej niż 4, a 33,7% zawierało 1 bakterię . Ultracienka sekcja może przechodzić tylko przez jedną bakterię w wakuoli, która w rzeczywistości zawiera wiele bakterii, więc może to oznaczać, że wiele z tych pseudo-pojedynczych bakterii może być również sparowanych. Biorąc pod uwagę te dane, stwierdzono, że większość bakterii tworzy pary wewnątrz wakuoli. Stwierdzono również bakterie w procesie podziału w obrębie wakuoli. [ potrzebne źródło ]
Budowa wewnętrzna bakterii była nietypowa. Stwierdzono, że gęste elektronowo krystaliczne struktury znajdują się w centrum prawie wszystkich bakterii, zwykle otoczone wielowarstwowymi strukturami przypominającymi osłonki. Warstwy te przeplatają się z pasmami gęstymi elektronowo (6 nanometrów) i pasmami lekkimi (15 nanometrów). W jednej bakterii można znaleźć do siedmiu warstw gęstych elektronowo.
, Oleg Mediannikov, Zuzana Sekeyová, Marie-Laure Birg, and Didier Raoult, PLOS One. Ten artykuł zawiera tekst z bezpłatnej pracy nad treścią. Na licencji CC-BY. Tekst zaczerpnięty z A Novel Obligate Intracellular Gamma-Proteobacterium Associated with Ixodid Ticks, Diplorickettsia massiliensis, Gen. Nov., Sp. Nov <a i=4>,