ลักษณะเฉพาะของ Streptomyces griseus อนุกรมวิธานวัฏจักรทางชีวภาพและการใช้ประโยชน์

Streptomyces griseus มันเป็นแบคทีเรียแอโรบิกชนิดหนึ่งบวกแกรม เป็นของกลุ่ม Actinobacteria ภายใต้คำสั่ง Actinomycetales และครอบครัว Streptomycetaceae.

พวกเขาเป็นแบคทีเรียที่พบบ่อยในดิน พวกเขาถูกพบในการเชื่อมโยงกับรากของพืชในเหง้า บางสายพันธุ์ก็ถูกแยกได้ในตัวอย่างน้ำและตะกอนใต้ท้องทะเลลึกและในระบบนิเวศชายฝั่ง. 

ความสามารถของสายพันธุ์นี้ในการปรับให้เข้ากับความหลากหลายของระบบนิเวศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่สำคัญซึ่งพยายามจำแนกประเภทในระบบนิเวศ.

สายพันธุ์นี้เหมือนคนอื่น ๆ Streptomyces สร้างสารทุติยภูมิจำนวนมากซึ่งให้ความสำคัญทางการค้าเป็นอย่างมาก เหล่านี้รวมถึง streptomycin (aminoglycoside antibiotic), ยาปฏิชีวนะตัวแรกที่ใช้อย่างมีประสิทธิภาพต่อวัณโรค.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
  • 1.1 พันธุศาสตร์
  • 1.2 สารทุติยภูมิ
• 2 อนุกรมวิธาน
  • 2.1 Phylogeny และคำพ้องความหมาย
• 3 วงจรชีวภาพ
  • 3.1 การก่อตัวของเส้นใยซับสเตรต
  • 3.2 การก่อตัวของเส้นใยในอากาศ
  • 3.3 การก่อตัวของสปอร์
• 4 ใช้
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติ ทั่วไป

S. griseus เป็นแบคทีเรียแอโรบิกแกรมบวกที่ผลิตเชื้อไมซีเลีย ผนังเซลล์นั้นหนาส่วนใหญ่ประกอบด้วย peptidoglycan และ lipids.

สปีชีส์นี้พัฒนาทั้งสารตั้งต้นและสายอากาศ mycelia เส้นใยทั้งสองชนิดมีสัณฐานวิทยาต่างกัน เส้นใยของเส้นใยตั้งต้นสามารถมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5 - 1 ไมครอน เส้นใยในอากาศมีลักษณะเป็นใยและแตกแขนงเล็กน้อย. 

ในอาหารเลี้ยงเชื้อไมซีเลียเหล่านี้มีเฉดสีเทาแตกต่างกัน ด้านหลังของอาณานิคมเป็นสีเทาอมเหลือง พวกเขาไม่ได้ผลิตเม็ดสีเมลานิน.

โซ่สปอร์เป็นแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้าและประกอบด้วยสปอร์ 10-50 พื้นผิวเหล่านี้เรียบ.

ชนิดนี้ใช้เป็นแหล่งคาร์บอนกลูโคสไซโลสแมนนิทอลหรือฟรักโทส ในสื่อวัฒนธรรมที่มี arabinose หรือ rhamnose ไม่มีการเติบโตของอาณานิคม.

อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาเริ่มจาก 25 - 35 ° C.

พวกมันเติบโตในช่วง pH ที่หลากหลายระหว่าง 5 ถึง 11 อย่างไรก็ตามการเติบโตของพวกมันนั้นเหมาะสมที่สุดในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างด้วยค่า pH 9 ดังนั้นจึงถือว่าเป็นด่าง.

พันธุศาสตร์

จีโนมได้รับการจัดลำดับอย่างสมบูรณ์ S. griseus. มันแสดงโครโมโซมเชิงเส้นที่มีมากกว่าแปดล้านคู่ฐาน ไม่พบการปรากฏตัวของพลาสมิด.

โครโมโซมมีมากกว่า 7,000 ORFs (ลำดับ RNA แบบเปิดเฟรม) เป็นที่รู้จักกันมากกว่า 60% ของลำดับเหล่านี้ เนื้อหา GC สำหรับ S. griseus ประมาณ 72% ซึ่งถือว่าสูง.

สารทุติยภูมิ

สายพันธุ์ส่วนใหญ่ของ Streptomyces พวกเขาผลิตสารทุติยภูมิที่สองจำนวนมาก กลุ่มคนเหล่านี้มียาปฏิชีวนะ, ภูมิคุ้มกันและสารยับยั้งเอนไซม์.

เช่นเดียวกันแบคทีเรียเหล่านี้สามารถผลิตเอนไซม์บางตัวที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมเช่นกลูโคสไอโซเมอเรสหรือทรานกลูทามิเนส.

ในกรณีของ S. griseus, สารทุติยภูมิที่สำคัญที่สุดคือสเตรปโตมัยซิน อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตนี้ผลิตสารประกอบอื่น ๆ เช่นฟีนอลบางประเภทที่มีประสิทธิภาพมากในการควบคุมเชื้อราไฟโตพาโทเจนต่าง ๆ.

อนุกรมวิธาน

สายพันธุ์นี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกจากดินที่แยกจากพื้นที่ของรัสเซีย นักวิจัย Krainsky ในปี 1914 ระบุว่าเธอเป็น Actinomyces griseus.

ต่อจากนั้น Waskman และเคอร์ติสจัดการแยกสายพันธุ์ในตัวอย่างดินต่าง ๆ ในสหรัฐอเมริกา ในปี 1943 Waskman และ Henrici เสนอประเภท Streptomyces ขึ้นอยู่กับลักษณะทางสัณฐานวิทยาและชนิดผนังเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ผู้เขียนเหล่านี้ค้นหาสายพันธุ์ในสกุลนี้ในปี 1948.

สายเลือดและคำพ้องความหมาย

มันได้รับการเสนอการดำรงอยู่ของสามสายพันธุ์ย่อยสำหรับ S. griseus. อย่างไรก็ตามการศึกษาระดับโมเลกุลได้เปิดเผยว่าแท็กซ่าสองตัวนี้สอดคล้องกับสปีชีส์ S. microflavus.

จากมุมมองของสายวิวัฒนาการ, S. griseus  จัดตั้งกลุ่มด้วย S.argenteolus และ S. caviscabies. สปีชีส์เหล่านี้คล้ายกันมากเมื่อเทียบกับลำดับ ribosomal RNA.

จากการเปรียบเทียบลำดับอาร์เอ็นเอมันเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ว่าแท็กซ่าบางตัวถือว่าเป็นสายพันธุ์อื่นที่ไม่ใช่ S. griseus พวกเขามีการแต่งหน้าทางพันธุกรรมเหมือนกัน.

ดังนั้นชื่อเหล่านี้ได้ส่งผ่านไปยังคำพ้องความหมายของสายพันธุ์ กลุ่มคนเหล่านี้เรามี S. erumpens, S. ornatus และ S. setonii.

วัฏจักรทางชีวภาพ

ชนิดของ Streptomyces ผลิตเส้นใยสองประเภทในระหว่างการพัฒนา ไมซีเลียมพื้นผิวที่ประกอบขึ้นเป็นเฟสพืชและไมซีเลียมอากาศที่จะก่อให้เกิดสปอร์

การก่อตัวของสารตั้งต้นของเส้นใย

สิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากการงอกของสปอร์ เส้นใยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5-1 ไมครอน สิ่งเหล่านี้เติบโตโดย apices และพัฒนาสาขาผลิตเมทริกซ์ที่ซับซ้อนของ hyphae.

มีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถแยกส่วนของจีโนมได้ ในช่วงนี้แบคทีเรียจะใช้ประโยชน์จากสารอาหารที่มีอยู่ในสื่อเพื่อสะสมมวลชีวภาพ.

ในขณะที่เส้นใยนี้พัฒนาขึ้นมีการตายของเซลบางส่วน ในสารตั้งต้นที่เป็นผู้ใหญ่ไมซีเลียมเปลี่ยนสลับส่วนที่มีชีวิตและที่ตายแล้ว.

เมื่อแบคทีเรียพัฒนาขึ้นในดินหรือในพืชที่จมอยู่ใต้น้ำ.

การก่อตัวของเส้นใยในอากาศ

ในช่วงเวลาที่มีการพัฒนาของอาณานิคมไมซีเลียมที่มีกิ่งน้อยกว่าเริ่มก่อตัวขึ้น ใน S. griseus ไส้ยาวจะเกิดขึ้นที่มีกิ่งน้อยมาก.

สารอาหารที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของไมซีเลียมนี้ได้มาจากการสลายของเซลล์ของไมซีเลียม ในระยะนี้สปีชีส์สร้างสารทุติยภูมิที่แตกต่างกัน.

การก่อตัวของสปอร์

ในระยะนี้ hyphae หยุดการเติบโตและเริ่มแยกส่วนตามขวาง ชิ้นส่วนเหล่านี้เปลี่ยนเป็นสปอร์โค้งมนอย่างรวดเร็ว.

สปอร์โซ่ที่เกิดขึ้นจากเซลล์ประมาณห้าสิบเซลล์ถูกสร้างขึ้น สปอร์มีลักษณะเป็นทรงกลมถึงรูปไข่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 - 1.7 μmและมีพื้นผิวเรียบ.

การใช้งาน

การใช้งานหลักที่เกี่ยวข้องกับ S. griseus เป็นการผลิตสเตรปโตมัยซิน นี่คือยาปฏิชีวนะฆ่าเชื้อแบคทีเรีย มันถูกตรวจพบครั้งแรกในปี 1943 โดย Albert Schatz ในสายพันธุ์ของสายพันธุ์.

Streptomycin เป็นหนึ่งในวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรักษาวัณโรคที่เกิดจาก วัณโรคมัยโคแบคทีเรีย.

อย่างไรก็ตาม, S. griseus มันมีประโยชน์อื่น ๆ สปีชี่ส์ผลิตยาปฏิชีวนะชนิดอื่นซึ่งบางชนิดเป็นเนื้องอกในการโจมตี มันยังผลิตเอนไซม์โปรตีนที่ใช้ในเชิงพาณิชย์เช่น pronase เอนไซม์เหล่านี้ปิดกั้นการใช้งานของช่องโซเดียม.

ในอีกไม่กี่ปีที่ผ่านมาก็มีการพิจารณาแล้วว่า S. griseus ผลิตสารระเหยของกลุ่มฟีนอลที่เรียกว่า carvacrol สารนี้มีความสามารถในการยับยั้งการเติบโตของสปอร์และไมซีเลียของเชื้อรา.

การอ้างอิง

1. Anderson A and E Wellington (2001) อนุกรมวิธานของ Streptomyces และสิ่งสร้างที่เกี่ยวข้อง วารสารระหว่างประเทศของจุลชีววิทยาระบบและวิวัฒนาการ 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini และ M Yaghoobi (2014) การควบคุมทางชีวภาพของโรคเชื้อราพืชโดยใช้สารระเหยของ Streptomyces griseus. วารสารยุโรปแห่งชีววิทยาทดลอง 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) การขุดและขัดสมบัติในสกุลแบคทีเรีย Streptomyces. Biosci Biotechnol Biochem.71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori และ S Horinouchi (2008) ลำดับจีโนมของจุลินทรีย์ที่ผลิตเชื้อ Streptomycin Streptomyces griseus IFO 13350 วารสารแบคทีเรียวิทยา 190: 4050 - 4060.
5. โรง X และ Y Huang (2010) การประเมินทางอนุกรมวิธานของ Streptomyces griseus clade โดยใช้การวิเคราะห์ลำดับ multilocus และ DNA-DNA hybridization พร้อมข้อเสนอเพื่อรวม 29 สายพันธุ์และสามสายพันธุ์เป็น 11 สายพันธุ์จีโนม วารสารระหว่างประเทศของจุลชีววิทยาระบบและวิวัฒนาการ 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) ระบบสององค์ประกอบและการควบคุมการผลิตยาปฏิชีวนะ Streptomyces coelicolor. วิทยานิพนธ์ที่จะใช้สำหรับชื่อของหมอจากมหาวิทยาลัยซาลามันกา, สเปน 188 หน้า.