Sulfurimonas

Klasyfikacja naukowa
Sulfurimonas
Domena:
Bakteria
Gromada:
Campylobacterota
Klasa:
„ kampylobakterie ”
Zamówienie:
Campylobacterale
Rodzina:
Helicobacteraceae
Rodzaj:
Sulfurimonas

Inagakiego i in. 2003

Sulfurimonas to rodzaj bakterii należący do klasy Campylobacterota , znany z redukcji azotanów, utleniania zarówno siarki, jak i wodoru oraz zawierający hydrogenazy grupy IV. Ten rodzaj składa się z czterech gatunków: Sulfurimonas autorophica , Sulfurimonas denitrificans , Sulfurimonas gotlandica i Sulfurimonas paralvinellae . Nazwa rodzaju pochodzi od łacińskiego słowa „ siarka” i greckiego „monas” , co razem oznacza „pręt utleniający siarkę”. Rozmiar bakterie wahają się między około 1,5-2,5 μm długości i 0,5-1,0 μm szerokości. Członkowie rodzaju Sulfurimonas występują w wielu różnych środowiskach, w tym w kominach głębinowych, osadach morskich i siedliskach lądowych. Ich zdolność do przetrwania w ekstremalnych warunkach jest przypisywana wielu kopiom jednego enzymu [ potrzebne są dalsze wyjaśnienia ] . Analiza filogenetyczna sugeruje, że przedstawiciele rodzaju Sulfurimonas mają ograniczoną zdolność rozprzestrzeniania się i specjacji wpłynęła raczej izolacja geograficzna niż skład hydrotermalny [ potrzebne źródło ] . Prądy głębinowe wpływają na rozprzestrzenianie się Sulfurimonas spp., wpływając na jego specjację . Jak pokazano w raporcie MLSA [ wymagane dalsze wyjaśnienia ] na temat głębinowych kominów hydrotermalnych Campylobacterota , Sulfurimonas ma większą zdolność rozprzestrzeniania się w porównaniu z termofilami głębinowych kominów hydrotermalnych , co wskazuje na specjację allopatryczną [ wymagana weryfikacja ] .

Charakterystyka

Tabela 1. Specyficzne cechy czterech gatunków należących do rodzaju Sulfurimonas
Gatunek Rozmiar Morfologia Ruch Zależność temperaturowa Warunki siedliskowe Optymalne warunki Czas podwojenia w optymalnych warunkach (godziny)
Sulfurimonas autotrophica 1,5-2,5 x 0,5-1,0 μm Pręt Pojedyncza wić polarna mezofilny Temperatura: 10 - 40 °C pH: 5 - 9 Temperatura: 23 - 26°C PH= 6,5 1.4
Sulfurimonas denitrificans Zmienna długość z szerokością ~0,3μm Krótki pręt lub Spirilla Nie dotyczy mezofilny Temperatura: 10-30°C; pH: 7 Temperatura: 22°C PH=7 12
Sulfurimonas gotlandica 0,66 ± 0,083 x 62,1 ± 0,54 μm Zakrzywiony pręt lub Spirilla Jedna wici polarna lub dwie wici na przeciwległych biegunach psychotolerancyjny Temperatura: 4 – 20 °C pH: 6,7–8,0 Temperatura: 15°C 13
Sulfurimonas paralvinellae 1,50–2,50 μm × 0,6–0,8 μm Pręt poruszająca się wici

1,5–2,5 μm długości i 0,6–0,8 μm szerokości

 mezofilny Temperatura: 4-35°C pH: 5,4-8,6 Temperatura: 30°C pH=6,1 13-16

Historia uznania

„Auto” i „trophicos” pochodzą od greckich słów , gdzie „auto” oznacza „ja”, a „trophicos” odnosi się do pielęgnacji, pielęgnacji lub karmienia, co wskazuje na jego autotrofię. Obfitość i rozmieszczenie podgrup w obrębie Campylobacterota i rodzaju Sulfurimonas wykryto w słupie wody przy użyciu szeregu technik, w tym klonowania 16S rRNA, katalizowanego osadzania reportera i fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (CARD-FISH) oraz ilościowych pomiarów PCR. Próbki wody pobierano z różnych głębokości, a stężenia składników odżywczych, tlenu i siarki mierzono bezpośrednio po pobraniu. Próbkę mierzono dla wiązania węgla oraz wyekstrahowany DNA i amplifikację specyficznych sekwencji metodą PCR.

„ denitrificans” w nazwie Sulfurimonas denitrificans (S. denitrificans ) odnosi się do jego zdolności do redukcji azotanów do gazowego azotu w procesie znanym jako denitryfikacja . W 2006 r. Sulfurimonas denitrificans był ostatnim gatunkiem zaliczanym do rodzaju Sulfurimonas , ponieważ w 2000 r. został błędnie zaklasyfikowany do rodzaju Thiomicrospira .

Badania nad Sulfurimonas gotlandica (S. gotlandica ) prowadzono głównie z Morza Bałtyckiego przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej i mikroskopii fluorescencyjnej z kwasem fosfowolframowym i barwnikiem DAPI jako formami wizualizacji.

Sulfurimonas paralvinellae został po raz pierwszy uzyskany z gniazda wieloszczetów głębinowych , szczególnie z rodziny Alvinellidae . Członkowie rodzaju Paralvinellae zostali znalezieni na siarczków w głębinowym otworze hydrotermalnym na północnym polu Iheya w niecce środkowej Okinawy. Szczep został początkowo oddzielony od gniazda za pomocą techniki rozcieńczania do wyginięcia. Szczep ten nazwano GO25 T i miał cechy fizjologiczne i filogenetyczne zbliżone do Sulfurimonas autotrophica. Później ustalono, że gatunek ten różni się od Sulfurimonas autotrophica odrębnym metabolizmem energetycznym .

Metabolizm

Ogólnie rzecz biorąc, bakterie mają wiele szlaków metabolicznych , aw przypadku członków rodzaju Sulfurimonas są one podzielone na taksony. Członkowie rodzaju Sulfurimonas żyją w wielu różnych środowiskach i odgrywają istotną rolę w procesach chemoautotroficznych, w zależności od środowiska. Wykazano, że izolaty czterech gatunków z tego rodzaju rosną z szeroką gamą akceptorów i donorów elektronów, umożliwiając członkom rodzaju Sulfurimonas wzrost w wielu różnych środowiskach. Dlatego sukces Sulfurimonas spp. przypisuje się jej zdolność do bycia chemolitotrofem, elastyczny metabolizm zmieniających się akceptorów/donorów elektronów i źródeł węgla nieorganicznego, tolerancję tlenu i zdolność do zmiany wraz ze środowiskiem. obserwuje się cztery rodzaje metabolizmu energetycznego; w tym metabolizm siarki, wodoru, azotu i węgla.

Metabolizm siarki

Jako Epsilonproteobacterium utleniające siarkę , badania wykazały, że Sulfurimonas spp. używać szerokiej gamy donorów elektronów do wzrostu, w tym siarczków, siarki, tiosiarczanów i siarczynów. Jednak, jak pokazano poniżej, nie wszystkie gatunki mogą wykorzystywać każdy z wymienionych donorów elektronów ( Tabela 2 ). Reduktaza oksygenazy siarkowej (SOR) katalizuje siarkę , tworząc siarczyny , tiosiarczany i siarczki . Geny SOR znajdują się w S. gotlandica i S. autotrophica, ale nie występują u S. denitrificans . Postawiono hipotezę, że S. denitrificans utraciły geny SOR z powodu siedlisk o niskiej zawartości siarczków w holenderskim Morzu Wattowym .

Sulfurimonas paralvinellae jest w stanie wykorzystywać do metabolizmu zarówno wodór cząsteczkowy , jak i zredukowaną siarkę , co czyni go dopiero drugą odkrytą Campylobacterota z głębin morskich . Sulfurimonas paralvinellae może również wykorzystywać ekstrakt drożdżowy jako źródło siarki. Obserwuje się, że wodór cząsteczkowy daje wyższe tempo wzrostu i jest preferowany przez Sulfurimonas paralvinellae nad wolną siarką zredukowaną, nawet jeśli ta ostatnia występuje w środowisku, jest nadmiarem. Można to prawdopodobnie wytłumaczyć mniejszą ilością wodoru cząsteczkowego potrzebnego do podtrzymania wzrostu w komórce bakteryjnej w porównaniu ze zredukowaną siarką.

Tabela 2. Lista donorów elektronów dla gatunku Sulfurimonas .

Sulfurimonas autorophica Sulfurimonas denitrificans Sulfurimonas gotlandica Sulfurimonas paralvinellae
siarczek ✓ ✓ ✓ X
Siarka ✓ ✓ ✓ ✓
tiosiarczan ✓ ✓ ✓ ✓
siarczyn X X ✓ X
Wodór X ✓ ✓ ✓

Z wyjątkiem S. paralvinellae, wszystkie gatunki Sulfurimonas mogą wykorzystywać siarczek jako donor elektronów poprzez utlenianie siarczku do siarczanu. Zastosowany szlak utleniania siarczków nazywa się reduktazą siarczkowo-chinonową (SQR) i jest kodowany przez geny zaangażowane w szlak odpowiedzialny za katalizowanie utleniania siarczków. Istnieje sześć znanych typów białek SQR we wszystkich królestwach.

Większość izolatów Epsiolonproteobacteria ma SQR sklasyfikowane jako Typ II, IV i VI, nigdy nie ma Typu I, a czasami ma Typ III i V. Sulfurimonas jest jedynym znanym rodzajem w Campylobacterota , który ma SQR Typu III i V. Typ III występuje tylko u S. denitrificans i S. gotlandica . Typ IV SQR jest wysoce konserwatywny i występuje we wszystkich czterech gatunkach Sulfurimonas , dlatego uważa się, że jest to SQR najważniejszy dla przeżycia komórek w rodzaju Sulfurimonas . Według badania patrząc na heterologiczna ekspresja homologów SQR w S. denitrificans, ma trzy funkcjonalne SQR; Typ II, III i IV. Inne badanie wykazało również, że typ VI SQR nie występuje u S. denitrificans , ale u pozostałych trzech gatunków. Naukowcy odkryli, że SQR typu VI funkcjonuje w środowiskach o wysokiej zawartości siarczków i postawili hipotezę, że S. 'denitrificans nie wymaga SQR typu VI, ponieważ prawdopodobieństwo napotkania wolnych siarczków u przedstawicieli tego gatunku jest niewielkie. Z drugiej strony S. autotroficzny jest jedynym z czterech gatunków, który zawiera SQR typu V i był związany z organizmami żyjącymi w kwaśnych kopalniach

Dokładne role funkcjonalnych SQR pozostają nieznane. Jednak ogólnie rzecz biorąc, SQR są kluczowe dla utleniania siarczków, asymilacji i sygnalizacji, wytwarzania energii i tolerancji na metale ciężkie. Dlatego członkowie rodzaju Sulfurimonas wnoszą znaczący wkład w globalny cykl siarki, ponieważ wszyscy członkowie tego gatunku utleniają siarkę do siarczanu.

Metabolizm wodoru

Sulfurimonas z wyjątkiem jednego mogą wykorzystywać wodór jako źródło energii do wzrostu. Przedstawiciele S. autotrophica są jedynymi przedstawicielami Sulfurimonas spp. nie używać wodoru i wykazano, że rośnie z wodorem w warunkach tlenowych i beztlenowych. W przeciwieństwie do tego, wodór jest czasami używany jako donor elektronów przez bakterie należące do S. denitrificans , S. gotlandica i S. paralvinellae , zamiast związków na bazie siarki.

Do katalizowania metabolizmu wodoru bakterie należące do rodzaju Sulfurimonas wykorzystują [NiFe]-hydrogenazę. Reakcja to . Istnieje wiele różnych [NiFe]-hydrogenaz, które są sklasyfikowane w różnych grupach (grupy od I do IV) i występują we wszystkich czterech gatunkach Sulfurimonas . Ponieważ S. autotrophica zawiera hydrogenazy, badanie wykazało, że w określonych warunkach środowiskowych może zużywać wodór.

Inne badanie pokazuje, że S. denitrificans rośnie wydajniej z wodorem niż z tiosiarczanem . Trzy Sulfurimonas wykazują ekspresję hydrogenazy aktywnego wychwytu wodoru i mogą rosnąć na wodorze. To, gdzie bakterie żyją (tj. woda morska, osady lub kominy hydrotermalne) będzie miało wpływ na poziom tlenu w środowisku, a tym samym na rodzaj metabolizmu, z którego korzystają.

Metabolizm azotu

O ile nam wiadomo, metabolizm azotu zachodzi u wszystkich członków należących do gatunku Sulfurimonas z wyjątkiem S. autotrophica . Wykazano, że S. autotrophica nie może rosnąć w stężeniu 5 mM azotanu sodu w warunkach laboratoryjnych. Denitryfikacja przez Sulfurimonas spp. odgrywa kluczową rolę w obiegu azotu. azotanów dla S. denitrificans wynosi 20 mM w trzech (z tiosiarczanem i wodór) do sześciu dni (tiosiarczan i brak wodoru). Obrót azotanami u pozostałych dwóch gatunków, S. gotlandica i S. paralvinellae, jest zupełnie inny. S. gotlandica zużyła tylko 1 mM azotanu w ciągu 9 dni (z tiosiarczanem), a S. paralvinellae zużyła 10 mM azotanu w ciągu 4 dni (z wodorem i siarką). Dodatkowo S. gotlandica i S. denitrificans mogą wykorzystywać azotyny zamiast azotanów jako akceptor elektronów. Listę akceptorów elektronów, z których Sulfurimonas , podsumowano w tabeli 3 .

Tabela 3. Lista akceptorów elektronów dla gatunków Sulfurimonas .

Sulfurimonas autorophica Sulfurimonas denitrificans Sulfurimonas gotlandica Sulfurimonas paralvinellae
Azotan X ✓ ✓ ✓
Azotyn X ✓ ✓ X
Tlen ✓ ✓ ✓ ✓

Aby katalizować reakcję metabolizmu azotu, wszystkie gatunki Sulfurimonas mają podjednostkę katalityczną peryplazmatycznej reduktazy azotanowej (Nap) (NapA). Te epsiolonproteobakteryjne NapA mają wysokie powinowactwo do azotanów i mogą reprezentować adaptację członków tego rodzaju do niskich stężeń azotanów w środowisku w otworach głębinowych.

Izolaty S. gotlandica i S. denitrificans są dobrze przystosowane do zmiennego stężenia tlenu i siarkowodoru w środowisku, ponieważ oba mogą wykorzystywać azotany , azotyny lub tlen jako akceptory elektronów. Ich zdolność do wykorzystywania azotanów lub azotynów jako akceptorów elektronów zamiast tlenu poszerza ich niszę ekologiczną poza beztlenowe do znacznie głębszych obszarów w słupie wody.

Specjacja

Gatunki tworzące rodzaj Sulfurimonas różnią się od siebie odrębnymi różnicami fizjologicznymi i genotypowymi. Wiele izolatów zostało częściowo lub całkowicie zsekwencjonowanych. Na przykład genom izolatu S. autotrophica ma około 2 153 198 par zasad.

Członkowie tego rodzaju bakterii zamieszkują wody siarczkowe, pelagiczne strefy redoks i kominy głębinowe, w których występuje wiele związków zawierających siarkę. Gatunki z rodzaju Sulfurimonas wykorzystują różnorodne białka, które katalizują określone związki występujące na tych obszarach, co dodatkowo podkreśla podobieństwa i różnice w ich genomach DNA.

Podobieństwa w sekwencjach genu 16S rRNA między Sulfurimonas gotlandica, Sulfurimonas paralvinellae, Sulfurimonas autotrophica i Sulfurimonas dentrificans są większe niż 90%, przy czym S. gotlandica ma podobieństwo od 93,7 do 94,2% z innymi gatunkami. Podobnie S. paralvinellae i S. autotrophica (szczep OK10) mają 96,3% podobieństwa sekwencji w swoich sekwencjach genu 16S rRNA, podczas gdy S. dentrifificans i S. autotrophica (OK10) mają 93,5% podobieństwa sekwencji.

Zawartość G + C w genomach niektórych gatunków jest podobna. S. gotlandica zawiera DNA G+C w ilości 33,6% molowych (A+T, 66,4% molowych), podczas gdy S. paralvinellae zawiera 37,6% molowych DNA G+C (63,4% molowych A+T).

Analiza filogenetyczna wykazała, że ​​Sulfurimonas wykazuje ograniczoną zdolność rozprzestrzeniania się, ponieważ na specjację bardziej wpływa położenie geograficzne niż skład hydrotermalny. Ponadto prądy głębinowe mogą wpływać na specjację .

Poniższa tabela podsumowuje informacje podane powyżej:

Tabela 4: Zawartość DNA i podobieństwo genu 16s rRNA między Sulfurimonas

Zawartość DNA G + C (% mol.) Zawartość DNA A + T (% mol.) Podobieństwo genu 16s rRNA (%)
Sulfurimonas autotrophica Nie dotyczy Nie dotyczy 96,3% podobieństwa z S. paralvinellae.

93,7-94,2% podobieństwa do S. gotlandica.

93,5% podobieństwa do S. dentrifificans.

Sulfurimonas

środki do czyszczenia zębów

Nie dotyczy Nie dotyczy 93,5% podobieństwa z S. autrotrophica (OK10) .

93,7-94,2% podobieństwa do S. gotlandica.

Sulfurimonas gotlandica 33,6% molowych 66,4% molowych 93,7 - 94,2% podobieństwa do WSZYSTKICH gatunków.
Sulfurimonas paralvinellae 37,6% molowych 63,4% molowych 96,3% podobieństwa z S. autrotrophica (OK10) .

93,7-94,2% podobieństwa do S. gotlandica.

Siedlisko

Sulfurimonas są powszechnie spotykane w siedliskach (sulfidogennych), takich jak osady morskie, głębinowe kominy hydrotermalne, pelagiczne redoksykliny i pola naftowe. Siedliska, w których występują, znajdują odzwierciedlenie w zawartości genów; niektórzy członkowie mają mniej genów , podczas gdy inni mają więcej genów związanych ze środowiskami, w których występują. Niektóre z tych genów pozwalają na wykorzystanie różnych donorów i akceptorów elektronów, umożliwiając im zamieszkiwanie w różnych środowiskach. W głębinowych kominach hydrotermalnych Utlenianie siarczków jest najważniejszym źródłem energii chemicznej dla Sulfurimonas spp. Przypadkowo wysokie stężenia siarkowodoru w kominach głębinowych są wytwarzane w wyniku interakcji wody morskiej ze skałami w wysokiej temperaturze. Warto zauważyć, że mikroorganizmy żyjące w głębokim, ciemnym oceanie utleniają związki siarki w celu chemolitoautotrofii ; proces ten odbywa się za pośrednictwem drobnoustrojów. Na przykład siarczkowe reduktazy chinonowe (SQR), występujące we wszystkich izolatach Sulfurimonas spp. pomaga w utlenianiu związków zawierających siarkę i tiosiarczan . Również, hydrogenazy i inne enzymy umożliwiają temu konkretnemu rodzajowi kolonizację „odmiennych” środowisk. Ze względu na zależność od związków zawierających siarkę w głębinach morskich może to prowadzić do konkurencji między gatunkami.

Maty bakteryjne znajdują się na głębokości około 100 m obok aktywnych kominów hydrotermalnych. Analiza filogenetyczna wykazała, że ​​te maty bakteryjne składały się z bakterii z rodzaju Sulfurimonas . Podobne maty bakteryjne są powszechnie spotykane na górach podwodnych utworzonych przez podwodne wulkany i intensywny wulkanizm w kominach hydrotermalnych. Wentylacja hydrotermalna sprzyja rozwojowi mat bakteryjnych, w których Sulfurimonas , na przykład w Kama'ehuakanaloa , Axial , Vailulu'u i Suiyo Seamounts oraz Mariana i Kermadec Arcs .

Interakcje biotyczne

Drapieżnictwo

Sulfurimonas (podgrupa GD17) dominuje w chemotroficznej denitryfikacji w redoksklinach pelagicznych Morza Bałtyckiego . Wykorzystując metody, takie jak testy drapieżników i kultury zmian bakteryjnych, stwierdzono, że populacja Sulfurimonas (podgrupa GD17) miała czas podwojenia od 1 do 1,5 dnia, czyli znacznie więcej niż ich średni czas podwojenia w optymalnych warunkach przedstawionych w tabeli 1 Jednak wypas może pochłonąć populację w ciągu jednego dnia. Pięć aktywnych pasożytów , które zwykle występują w orzęskach redoksklinicznych (Oligohymenophorea, Prostomatea) i morskich wiciowców (MAST-4, Chrysophyta, Cercozoa) zostały znalezione dzięki zastosowaniu RNA-SIP . W ekosystemie zimnego przesiąkania kraby Lithodid ( Paralomis sp .), które są zjadaczami filtrów, żywią się tiotropowymi matami bakteryjnymi, które składają się z wielu różnych rodzajów bakterii .

Stwierdzono, że przy braku innych możliwych predyktorów bakterie należące do rodzaju Sulfurimonas rosną w relacji unimodalnej, co sugeruje, że zwiększają różnorodność i produktywność bakterii. Oznacza to, że bez predyktorów bakterie te mogą różnicować się i rosnąć wykładniczo.

Symbioza

Sulfurimonas to rodzaj powszechnie obserwowany w symbiozie z innymi organizmami, głównie morskimi robakami obrączkowanymi. Sulfurimonas paralvinellae jest związany z głębinowymi koloniami wieloszczetów zlokalizowanymi w sąsiedztwie kominów hydrotermalnych. Gniazda tych robaków pokryte są zredukowanymi cząsteczkami siarki, które powstają w wyniku połączenia procesów mikrobiologicznych i chemicznych. Te cząsteczki siarki służą jako łatwo dostępne źródło energii dla bakterii należących do rodzaju Sulfurimonas .

Bioturbacja przez lugworms w środowiskach płytkich wód przy braku tlenu wzmaga metabolizm bakterii z filotypu Epsilonproteobacterium , który wykazuje ponad 95% podobieństwa do Sulfurimonas denitrificans. Działania ślimaków, takie jak rycie i pompowanie perystaltyczne, powodują, że tlen i dwutlenek węgla rozpuszczone w wodzie przedostają się do osadów. Ta wzbogacona warstwa przesuwa się w dół i miesza z leżącym poniżej osadem. Tlen pobrany z wody penetruje tę warstwę beztlenową i tworzy siarczan, który może być wykorzystany przez bakterie do metabolizmu . Siarczki z wody mogą być również odtruwane przez lugwormy albo przez rozgałęziony łańcuch oddechowy, albo przez regulację redoks utleniania siarczków. Produktem końcowym tych reakcji jest tiosiarczan, który staje się kolejnym źródłem energii dla bakterii chemoautotroficznych kolonizujących osad

Konkurs

Bakterie należące do rodzaju Sulfurimonas konkurują z innymi bakteriami utleniającymi siarczany (SOB) o zasoby odżywcze i były intensywnie badane ze względu na ich znaczenie w przemyśle naftowym. Społeczności SOB stanowią fizjologicznie zróżnicowanych członków, takich jak rodzaje Sulfurimonas , Chlorobia i Chloroflexi . Wszystkie te rodzaje znajdują się w zbiornikach ropy naftowej i Sulfurimonas występują w dużych ilościach. Członkowie tego rodzaju zajmowali około 26% zbiorników, z których wszystkie różnią się temperaturą i względnymi proporcjami innych SOB, co dodatkowo wskazuje, że ten rodzaj jest zdolny do wzrostu w szerokim zakresie temperatur. Mimo to Sulfurimonas konkurują z Thioclava , Sulfuricurvum i Thiohalomonas, co odpowiada odpowiednio 15,4%, 12,0% i 17,0%. Większość bakterii obecnych w tych zbiornikach to bakterie niehodowane, które nie zostały dogłębnie zbadane. Bakterie wymienionych rodzajów czerpią energię z utleniania zredukowanych związków siarki (tj. siarczków i tiosiarczanów), co sugeruje bezpośrednią konkurencję między nimi o związki zawierające siarkę

Łańcuch pokarmowy/Sieć

Ryc. 7. Uproszczone Sulfurimonas Food Web / Chain Photo Credits: Suman Rana

członkowie rodzaju bakterii Sulfurimonas wpływają na względną liczebność otaczających ich gatunków. W przypadku S. gotlandica wykazano, że populacje heterotroficznych nanoflagellatów (HNF) zmniejszyły się, podczas gdy obfitość orzęsków i bruzdnic pozostała względnie stała w warunkach bogatych w tlen / siarkowodór. Odwrotną tendencję zaobserwowano w warunkach suboksycznych, w których liczebność HNF i orzęsków wzrosła, podczas gdy wiciowce pozostał stały. Zmiany te przypisywano zarówno obecności tlenu/siarkowodoru w środowisku, jak i potencjalnemu drapieżnictwu HNF przez S. gotlandica .

W innym badaniu stwierdzono, że pięć aktywnych pasących się zwierząt żyje w warunkach redoksklinowych, a mianowicie orzęski redoksklinowe, grupy wiciowców morskich i niektóre gatunki ekosystemów przesiąkających na zimno. W rzeczywistości organizmy te są w stanie zjeść całą Sulfurimonas na tym konkretnym obszarze w ciągu jednego dnia

Znaczenie dla środowiska

Aby rosnąć, gatunki Sulfurimonas zużywają zarówno zredukowane formy siarki, jak i utlenione formy azotu. Dlatego członkowie Sulfurimonas bezpośrednio wpływają na cykl biogeochemiczny tych pierwiastków w środowiskach, w których występują i są liczebnie obfite. Na przykład Sulfurimonas gotlandica może stanowić do 25% społeczności drobnoustrojów w redoksklinie Morza Bałtyckiego na podstawie liczby komórek CARD-FISH i Sulfurimonas spp. odpowiadał za znaczną liczbę odczytów Campylobacterota w badaniu różnorodności drobnoustrojów w głębinowych otworach przepływu rozproszonego przy użyciu zamplifikowanych sekwencji 16S.

Dalsze badania

Sulfurimonas hongkongensis to nowo odkryty gatunek należący do rodzaju Sulfurimonas. Znaleziono go w Hongkongu, w pobliżu przybrzeżnych osadów przy kanale Kai Tak Approach, łączącym Victoria Harbor. Produkuje energię w warunkach beztlenowych. Jego donorem elektronów jest tiosiarczan, siarczek lub wodór, a akceptorem elektronów jest azotan. Jego morfologia ma kształt pręta i rośnie w temperaturze 15-35 ° C (optymalnie w 30 ° C), pH 6,5-8,5 (optymalnie w 7,0-7,5) i 10-60 g L- 1 NaCl (optymalnie w 30 g L -1 ) . Jego genom składa się z 34,9% zawartości GC, 2290 genów kodujących białka i 42 genów RNA (3 geny rRNA). Jego główne komórkowe kwasy tłuszczowe to C14:0 (4,8%), C16:0 (32,8%), 2-OH C16:0 (9,5%), C16:1 (14,6%), C18:0 (16,9%) i C18:1 (19,2%). Skład tych kwasów tłuszczowych jest podobny do występującego w izolatach Sulfurimonas paralvinellae' i Sulfurimonas autotrophica', ale istnieje unikalny kwas tłuszczowy, reprezentowany przez 2-OH C16:0, który określa, że ​​jest to inny gatunek niż innych przedstawicieli rodzaj Sulfurimonas.

  1. Bibliografia   _ Takai, K.; Kobayashi, H.; Nealson, KH; Horikoshi, K. (2003). „Sulfurimonas autotrophica gen. nov., sp. nov., nowa ε-proteobacterium utleniająca siarkę, wyizolowana z osadów hydrotermalnych w niecce środkowej Okinawy”. Int. J. Syst. ewolucja Mikrobiol . 53 (6): 1801–1805. doi : 10.1099/ijs.0.02682-0 . PMID 14657107 .
  2. ^ a b c   Cardman, Zena (2014). „Aktywne społeczności prokariotyczne wzdłuż transektu zmiennego termicznie i geochemicznie w osadach hydrotermalnych Guaymas Basin”. Publikowanie dysertacji ProQuest . ProQuest 1612445722 .
  3. ; ^ a b c d e f g hi j k l m n o p q r s t u v w x y Han, Yuchen Perner, Mirjam (2015-01-01). „Rozpowszechniony na całym świecie rodzaj Sulfurimonas: wszechstronny metabolizm energetyczny i adaptacje do klinów redoks” . Granice w mikrobiologii . 6 : 989. doi : 10.3389/fmicb.2015.00989 .    PMC 4584964 . PMID 26441918 .
  4. ^ a b c d e f g h   Inagaki, Fumio; Takai, Ken; Kobayashi, Hideki; Nealson, Kenneth H.; Horikoshi, Koki (2003-01-01). „Sulfurimonas autotrophica gen. nov., sp. nov., nowa ε-proteobacterium utleniająca siarkę, wyizolowana z osadów hydrotermalnych w niecce środkowej Okinawy”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology . 53 (6): 1801–1805. doi : 10.1099/ijs.0.02682-0 . PMID 14657107 .
  5. ^ a b c d e f g h i j k   Sikorski, Johannes; Munk, Krystyna; Lapidus, Alla; Ngatchou Djao, Olivier Duplex; Łukasz, Zuzanna; Glavina Del Rio, Tijana; Nolan, Matt; Tice, Nadzieja; Han, Urwisko (2010-10-27). „Pełna sekwencja genomu szczepu typu Sulfurimonas autotrophica (OK10T)” . Standardy w naukach genomicznych . 3 (2): 194–202. doi : 10.4056/sigs.1173118 (nieaktywny 31 grudnia 2022 r.). ISSN 1944-3277 .    PMC 3035374 . PMID 21304749 . {{ cite journal }} : CS1 maint: DOI nieaktywne od grudnia 2022 r. ( link )
  6. ^ a b c d e f g h ja j k l m n o p q r s t Labrenz, Matthias; Grote, Jana; Mammitzsch, Kerstin; Boschker, Henricus TS; Laue, Michael; Jost, Gunter; Glaubitz, Sabine; Jürgens, Klaus (2013-01-01). „Sulfurimonas gotlandica sp. nov., chemoautotroficzna i psychrotolerancyjna epsilonproteobacterium wyizolowana z redokskliny pelagicznej oraz poprawiony opis rodzaju Sulfurimonas” .    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology . 63 (11): 4141–4148. doi : 10.1099/ijs.0.048827-0 . PMC 3836495 . PMID 23749282 .
  7. ^ ab ; Mammitzsch, Kerstin     Jost, Gunter; Jürgens, Klaus (2014-02-01). „Wpływ stężeń rozpuszczonego węgla nieorganicznego i pH na wzrost chemolithoautotrophic epsilonproteobacterium Sulfurimonas gotlandica GD1T” . MikrobiologiaOtwórz . 3 (1): 80–88. doi : 10.1002/mbo3.153 . ISSN 2045-8827 . PMC 3937731 . PMID 24376054 .
  8. ^ a b c d e    Mino, Sayaka; Nakagawa, Satoshi; Makita, Hiroko; Toki, Tomohiro; Miyazaki, Junichi; Sievert, Stefan M; Polz, Martin F; Inagaki, Fumio; Godfroy, Anne (2017). „Endemiczność kosmopolitycznego mezofilnego chemolithoautotroph Sulfurimonas w głębinowych kominach hydrotermalnych” . Dziennik ISME . 11 (4): 909–919. doi : 10.1038/ismej.2016.178 . PMC 5364360 . PMID 28045457 .
  9. ; ^ a b c d e f g hi j k l m n o p q r s t u v Takai, Ken Suzuki, Masae; Nakagawa, Satoshi; Miyazaki, Masayuki; Suzuki, Yohey; Inagaki, Fumio; Horikoshi, Koki (2006-01-01).   „Sulfurimonas paralvinellae sp. nov., nowy mezofilny, chemolithoautotrof utleniający wodór i siarkę w Epsilonproteobacteria wyizolowany z gniazda wieloszczetów z głębinowego otworu hydrotermalnego, przeklasyfikowanie Thiomicrospira denitrificans na Sulfurimonas denitrificans comb. nov. i poprawiony opis rodzaju Sulfurimonas” . International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology . 56 (8): 1725–1733. doi : 10.1099/ijs.0.64255-0 . PMID 16901999 .
  10. Bibliografia _ WIRSEN, CARL O.; NELSON, DOUGLAS C.; ROBERTSON, LESLEY A. (1985). „Thiomicrospira crunogena sp. Nov., Bezbarwna bakteria utleniająca siarkę z głębinowego komina hydrotermalnego” . International Journal of Systematic Bacteriology . 35 (4): 422–424. doi : 10.1099/00207713-35-4-422 .
  11. ^ a b c d Phillips, Brennan; Dunbabin, Mateusz; Henning, Brad; Howell, Corey; DeCiccio, Alex; Flinders, Ashton; Kelley, Katherine; Scott, Jarrod; Albert, Szymon (2016). „Eksploracja„ Sharkcano ”: obserwacje biogeochemiczne wulkanu podwodnego Kavachi (Wyspy Salomona)” . Oceanografia . 29 (4): 160–169. doi : 10.5670/oceanog.2016.85 .
  12. ^ a b    Grote, Jana; Labrenz, Maciej; Pfeiffer, Birgit; Jost, Gunter; Jürgens, Klaus (2007-11-01). „Ilościowe rozkłady Epsilonproteobacteria i podgrupy Sulfurimonas w pelagicznych redoksklinach środkowej części Morza Bałtyckiego” . Mikrobiologia stosowana i środowiskowa . 73 (22): 7155–7161. Bibcode : 2007ApEnM..73.7155G . doi : 10.1128/AEM.00466-07 . ISSN 0099-2240 . PMC 2168200 . PMID   17921285 .
  13. ; ^ a b c d e f g hi j k l m n o p q r s t Han, Yuchen   Perner, Mirjam (2014). „Rola wodoru w metabolizmie Sulfurimonas denitrificans” . PLOS JEDEN . 9 (8): e106218. Bibcode : 2014PLoSO...9j6218H . doi : 10.1371/journal.pone.0106218 . PMC 4149538   . PMID 25170905 .
  14. ^ a b c   Grote, Jana; Schott, Tomasz; Bruckner, Christian G.; Glöckner, Frank Oliver; Jost, Gunter; Teeling, Hanno; Labrenz, Maciej; Jürgens, Klaus (2012-01-10). „Genom i fizjologia modelowej Epsilonproteobacterium odpowiedzialnej za detoksykację siarczków w morskich strefach zubożenia tlenu” . Obrady Narodowej Akademii Nauk . 109 (2): 506–510. Bibcode : 2012PNAS..109..506G . doi : 10.1073/pnas.1111262109 . ISSN 0027-8424    . PMC 3258601 . PMID 22203982 .
  15. ^     Xu, Jianping (2006-06-01). „Przegląd na zaproszenie: ekologia drobnoustrojów w dobie genomiki i metagenomiki: koncepcje, narzędzia i ostatnie postępy” . Ekologia molekularna . 15 (7): 1713–1731. doi : 10.1111/j.1365-294X.2006.02882.x . ISSN 1365-294X . PMID 16689892 . S2CID 16374800 .
  16. ^     Campbell, Barbara J.; Engel, Annette Summers ; Porter, Megan L.; Takai, Ken (2006-06-01). „Wszechstronne epsilon-proteobacteria: kluczowi gracze w siedliskach siarczkowych”. Recenzje przyrody. Mikrobiologia . 4 (6): 458–468. doi : 10.1038/nrmicro1414 . ISSN 1740-1526 . PMID 16652138 . S2CID 10479314 .
  17. ^    Janosch, Klaudia (2015). „Reduktaza oksygenazy siarki (Sor) w umiarkowanie termoacidofilnych bakteriach wypłukujących: badania nad Sulfobacillus thermosulfidooxidans i Acidithiobacillus caldus” . Mikroorganizmy . 3 (4): 707–724. doi : 10.3390/mikroorganizmy3040707 . PMC 5023260 . PMID 27682113 .
  18. ^ a b c d e    Han, Yuchen; Perner, Mirjam (2016). „Zużycie siarczków w Sulfurimonas denitrificans i heterologiczna ekspresja jego trzech homologów SQR” . Amerykańskie Towarzystwo Mikrobiologiczne . 198 (8): 1260-1267. doi : 10.1128/JB.01021-15 . PMC 4859588 . PMID 26833414 .
  19. Bibliografia     _ Telang, AJ; Voordouw, G.; Jenneman, GE (2000-06-01). „Izolacja i charakterystyka szczepów CVO i FWKO B, dwóch nowych bakterii redukujących azotany, utleniających siarczki, wyizolowanych z solanki na polach naftowych” . Mikrobiologia stosowana i środowiskowa . 66 (6): 2491–2501. Bibcode : 2000ApEnM..66.2491G . doi : 10.1128/aem.66.6.2491-2501.2000 . ISSN 0099-2240 . PMC 110567 . PMID 10831429 .
  20. ^    Vignais, Paulette M.; Billoud, Bernard (2007-10-01). „Występowanie, klasyfikacja i funkcja biologiczna hydrogenaz: przegląd”. Recenzje chemiczne . 107 (10): 4206–4272. doi : 10.1021/cr050196r . ISSN 0009-2665 . PMID 17927159 .
  21. ; ^ abc Emerson , Dawid Moyer, Craig L. (2010). Mikrobiologia gór podwodnych . Rockville, USA: Oceanografia. P. 151.
  22. ^ a b c d e f g    Anderson, Ruth; Wylezich, Klaudia; Glaubitz, Sabine; Labrenz, Maciej; Jürgens, Klaus (2013-05-01). „Wpływ wypasu protistów na kluczową grupę bakterii dla cykli biogeochemicznych w pelagicznych interfejsach tlenowo-beztlenowych Morza Bałtyckiego”. Mikrobiologia Środowiskowa . 15 (5): 1580-1594. doi : 10.1111/1462-2920.12078 . ISSN 1462-2920 . PMID 23368413 .
  23. ^ a b c d e    Ghosh, Wriddhiman; Tama, Bomba (2009-11-01). „Biochemia i biologia molekularna litotroficznego utleniania siarki przez bakterie i archeony zróżnicowane taksonomicznie i ekologicznie” . Recenzje mikrobiologiczne FEMS . 33 (6): 999–1043. doi : 10.1111/j.1574-6976.2009.00187.x . ISSN 1574-6976 . PMID 19645821 .
  24. ^ a b c d e f    Tian, ​​Huimei; Gao, Peike; Chen, Zhaohui; Li, Janszu; Li, Yan; Wang, Yansen; Zhou, Jiefang; Li, Guoqiang; Mamo, Ting (2017-02-02). „Skład i obfitość mikroorganizmów redukujących siarczany i utleniających siarkę w zalanych wodą zbiornikach ropy naftowej o różnych temperaturach w Chinach” . Granice w mikrobiologii . 8 : 143. doi : 10.3389/fmicb.2017.00143 . ISSN 1664-302X . PMC 5288354 .   PMID 28210252 .
  25. ^ a b c d „Zmiany podczas eksperymentów wykluczania drapieżników z… - Rysunek 3 z 6” . Brama Badawcza . Źródło 2017-03-23 ​​.
  26. Bibliografia    _ Linke, Piotr; Knittel, Katrin; MacPherson, Enrique; Boecjusz, Antje; Brückmann, Warner; Larvik, Gaute; Wallmann, Klaus; Schacht, Ulrike (2013-10-07). „Przepływ metanu i węgla do bentosowej sieci pokarmowej w zimnych wyciekach - studium przypadku ze strefy subdukcji Kostaryki” . PLOS JEDEN . 8 (10): e74894. Bibcode : 2013PLoSO...874894N . doi : 10.1371/journal.pone.0074894 . ISSN 1932-6203 . PMC 3792092 . PMID   24116017 .
  27. Bibliografia    _ i in. (2012). „Genom i fizjologia modelowej Epsilonproteobacterium odpowiedzialnej za detoksykację siarczków w morskich strefach zubożenia tlenu” . PNAS . 109 (2): 506–510. Bibcode : 2012PNAS..109..506G . doi : 10.1073/pnas.1111262109 . PMC 3258601 . PMID 22203982 .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfurimonas&oldid=1137590772 ”