Flavobacterium psychrophilum
| Flavobacterium psychrophilum | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | Bakteria |
| Gromada: | Bacteroidota |
| Klasa: | Flawobakterie |
| Zamówienie: | Flawobakterie |
| Rodzina: | Flavobacteriaceae |
| Rodzaj: | Flawobakterie |
| Gatunek: |
F. psychrofil
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Flavobacterium psychrophilum (Bernardet i Grimont 1989) Bernardet i in. 1996
|
|
Flavobacterium psychrophilum to psychrofilna, Gram-ujemna pałeczka bakteryjna (3-5 µm długości), należąca do Bacteroidota . Jest czynnikiem sprawczym bakteryjnej choroby zimnej wody (BCWD) i został po raz pierwszy wyizolowany w 1948 roku podczas wymierania u łososiowatych Oncorhychus kisutch .
Charakterystyka
Flavobacterium psychrophilum jest bakterią Gram-ujemną o wielkości 0,75-1,0 µm szerokości i 3-5 µm długości. Występuje w zimnych, słodkich wodach o optymalnej temperaturze wzrostu poniżej 16C. W przypadku wzrostu na agarze Cytophaga, F. psychrophilum tworzy jasnożółte kolonie o cienkich brzegach, których średnica nie przekracza 3 mm. Ruchliwość osiąga się poprzez szybowanie, ruch, który nie wymaga użycia pilusów ani wici. Bakteria jest dodatnia pod względem hydrolizy żelatyny, trawienia albumin, trawienia tributyryny, hydrolizy tributyryny, E. coli i hydrolizy kazeiny. Na rybie żywicielu patogen można znaleźć w miejscach zewnętrznych i wewnętrznych, takich jak skóra/śluz, skrzela, mózg, wodobrzusze, zmiany chorobowe, śluz, nerki, śledziona i wydzieliny rozrodcze dorosłych osobników tarłowych. Kolonizacja jest widoczna w postaci słabych, białych obszarów na żywicielu.
Metabolizm
Flavobacterium psychrophilum ma ściśle tlenowy metabolizm, ale nie jest w stanie wykorzystywać węglowodanów jako źródła węgla i energii. Zamiast tego opiera się na peptydach dla węgla i energii. Wydzielane proteazy tworzą mieszaninę aminokwasów i oligopeptydów, które stanowią główne źródło węgla, azotu i energii. Peptydazy rozkładają importowane peptydy do aminokwasów, które są następnie przetwarzane przez szlaki kataboliczne aminokwasów. Degradacja lipidów do kwasów tłuszczowych jest osiągana przez fosfolipazę i trzy enzymy z rodziny esterazy-lipazy-tioesterazy. Beta-oksydacja kwasów tłuszczowych jest przeprowadzana przez długołańcuchową ligazę kwasów tłuszczowych-CoA, trzy dehydrogenazy kwasów tłuszczowych, krotonazę i trzy tiolazy. Większość produktów degradacji białek i lipidów gospodarza przez F. psychrophilum jest dostępna jako prekursory cyklu kwasu cytrynowego.
Filogeneza
Ze względu na żółtą pigmentację Flavobacterium psychrophilum początkowo uważano za myksobakterię. Jednak jego niezdolność do wytwarzania owocników lub degradacji złożonych polisacharydów uznała tę klasyfikację za nieodpowiednią, a następnie zasugerowano przynależność do rodzaju Flexibacter. Niski skład G+C DNA F. psychrophilum był niespójny z wysoką zawartością G+C gatunków Flexibacter. Jego DNA G+C wykazało, że jest bliżej spokrewnione z DNA z gatunku Flavobacterium . Analiza genu 16S rRNA wykazała, że F. psychrophilum, F. columnare i F. maritimus były blisko spokrewnione i prawdopodobnie miały wspólne pochodzenie.
Genom
Genom Flavobacterium psychrophilum składa się z kolistego chromosomu o wielkości 2 861 988 pz, który według przewidywań zawiera 2432 geny kodujące białka. W porównaniu do środowiskowych członków rodziny ma mały genom prawdopodobnie związany z jego ograniczoną niszą ekologiczną. Genom koduje 13 przypuszczalnie wydzielanych proteaz, które biorą udział w zjadliwości i niszczeniu tkanek gospodarza. Ponadto genom koduje hemolizyny bakteryjne, które współpracują z proteazami w celu niszczenia tkanek, oraz cytolizyny aktywowane tiolem, takie jak białka odpowiedzialne za uszkodzenie tkanek gospodarza.
Genom organizmu koduje rozległy tlenowy łańcuch oddechowy. Analiza genomu wykazała brak systemów kinazy cukrowej i fosfotransferazy wykorzystywanych przez bakterie do pobierania określonych węglowodanów. Jednak w jego genomie obecne są geny kodujące enzymy szlaku glikolitycznego i szlaku pentozofosforanowego. Te dwa szlaki są zatem zaangażowane w metabolity prekursorowe. Gen FP1110 i FP1111 kodujący cyjanoficynazę i syntetazę cyjanoficyny może służyć jako związek magazynujący węgiel, azot i energię oraz umożliwiając organizmowi przetrwanie w warunkach o niskiej zawartości składników odżywczych.
Bakteryjna choroba zimnej wody (BCWD)
Flavobacterium psychrophilum jest czynnikiem wywołującym bakteryjną chorobę zimnej wody (BCWD) . U zarażonych ryb najpierw pojawia się białawe przebarwienie wzdłuż zewnętrznej strony płetwy tłuszczowej, które ostatecznie obejmuje całą łodygę ogonową.4 Zakażenie może wystąpić poziomo, między rybami poprzez kontakt z wodą i drogą kontaktową, oraz pionowo, ponieważ wiąże się z wczesnymi etapami życia ryb ryba. F. psychrophilum jest w stanie oprzeć się stężeniu lizozymu większemu niż to, które występuje w jajach łososiowatych, umożliwiając przenoszenie pionowe. Leczenie BCWD jest możliwe we wczesnych stadiach. Zalecane są zabiegi kąpielowe z rozpuszczalną w wodzie oksytetracykliną lub czwartorzędowymi związkami amoniowymi, ale takie zabiegi są nieskuteczne, gdy erozja szypułki i płetwy ogonowej stanie się widoczna. W Europie skuteczne było leczenie oksytetracykliną, amoksycyliną i florfenikolem, przy niewielkiej oporności bakterii na antybiotyki. Obecnie nie ma dostępnych komercyjnie licencjonowanych szczepionek przeciwko temu patogenowi.