Bdellovibrio bakteriovorus

Bdellovibrio bakteriovorus
vědecká klasifikace
Doména:bakterieTyp:ProteobakterieTřída:Delta ProteobakterieObjednat:BdellovibrionalesRodina:BdellovibrionaceaeRod:BdellovibriosPohled:Bdellovibrio bakteriovorus
Mezinárodní vědecký název
Bdellovibrio bacteriovorus
Stolp a Starr 1963

Bdellovibrio bacteriovorus  (lat.)  je druh gramnegativních predátorských bakterií z rodu Bdellovibrio ze třídy delta - proteobakterií [1] , typového druhu rodu [2] . Tyto organismy přitáhly pozornost vědců díky své schopnosti kontrolovat růst bakteriálních populací bez použití antibiotik [3] .

Bdellovibrio bacteriovorus  drží rekord pro nejrychlejší pohyb mezi prokaryoty (140 µm/s) [4] . Díky svému rychlému pohybu se tato bakterie sráží s jinými mikroorganismy, proráží jejich buněčnou stěnu a využívá ATP své oběti [5] .

Popis

B. bacteriovorus je malá (asi 1 µm dlouhá) gramnegativní bakterie s jedním polárním bičíkem . Rychlost jeho rotace je taková, že se bakterie může pohybovat na vzdálenost rovnající se více než stovce vlastních délek za sekundu (asi 160 µm/s). Tato bakterie napadá další gramnegativní bakterie tím, že se přichytí na vnější membránu a peptidoglykanovou vrstvu kořisti, načež vytvoří ve vnější membráně malou mezeru. Poté buňka B. bacteriovorus vstupuje do periplazmatického prostoru . Po nějakou dobu je reverzibilně spojena s hostitelskou buňkou; toto období se nazývá období uznání. Po uplynutí doby rozpoznání se nevratně naváže na hostitelskou buňku a připojí se k ní pólem naproti bičíku. B. bacteriovorus v periplazmě uzavírá otvor ve vnější membráně, což má za následek vznik dvoubuněčného komplexu - tzv. bdelloplastu . Dravá bakterie vylučuje hydrolytické enzymy , ale pouze lokálně, aby nezabila svého hostitele. Peptidoglykanová buněčná stěna tedy zůstává neporušená několik hodin a je zničena v konečné fázi infekce . Bylo prokázáno, že destrukci peptidoglykanu brání suprese deacetyláz B. bacteriovorus [7] . Hydrolytické enzymy štěpí biopolymery hostitelské buňky , které jsou dále využívány pro růst parazitů . Parazit navíc svými živinami pohltí cytoplazmu hostitelské buňky . Nakonec se z buňky parazita vyvine vlákno . Když jsou zdroje hostitelské buňky vyčerpány, vlákno se rozdělí na dceřiné buňky. Nově vytvořené buňky parazita získají pohyblivost, po které hostitelská buňka podstoupí lýzu a nově vytvořené bakterie se dostanou do vnějšího prostředí [8] . Hostitelská buňka umírá 10 minut po vstupu do buňky B. bacteriovorus [3] .

Bylo prokázáno, že B. bacteriovorus , stejně jako několik dalších podobných bakterií, má antiporter ATP/ADP podobný tomu, který je přítomen ve vnitřní mitochondriální membráně . Zde to však funguje v opačném směru. Zatímco uvnitř hostitelské buňky, bakterie absorbuje svůj ATP, čímž vrací spotřebovaný ADP [5] .

Přechod mezi volně žijící útočnou fází a intracelulární růstovou fází probíhá za účasti specifických diguanylátcykláz [9] . Bylo prokázáno, že ochrana buněk B. bacteriovorus před jejich vlastními hydrolytickými enzymy se provádí za účasti ankyrinového proteinu [10] .

Některá kořist B. bacteriovorus , jako je Vibrio vulnificus , může být infikována současně touto bakterií a bakteriofágem [11] . Bylo prokázáno, že v přítomnosti houbových hyf se některá kořist, jako je Pseudomonas fluorescens , může stát pro B. bacteriovorus dostupnější [12] .

Kromě dravé B. bacteriovorus existují také saprotrofní buňky tohoto druhu. Vzhled takových buněk může být výsledkem mutace nebo fenotypové variace. Saprotrofní buňky se vyznačují rozmanitou morfologií, zbarvením a uspořádáním bičíků. Nejčastěji mají nažloutlou barvu díky ubichinonu -8 [3] .

Aplikace

Dravé bakterie a mezi nimi B. bacteriovorus přitahují pozornost jako možné léky proti patogenům s mnohočetnou antibiotickou rezistencí. Ukázalo se, že predátorské bakterie jsou pro hlodavce netoxické a neimunogenní . Bylo prokázáno, že kmeny B. bacteriovorus 109J a HD100 nejsou cytotoxické pro buňky všech studovaných buněčných linií a nezpůsobují významné zvýšení produkce prozánětlivých cytokinů ve čtyřech z pěti lidských buněk. linky testovány [13] .

Poznámky

  1. ↑ Mukherjee S. , Brothers KM , Shanks RM , Kadouri DE Vizualizace Bdellovibrio bacteriovorus pomocí fluorescenčního proteinu tdTomato.  (anglicky)  // Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. - 2015. - Sv. 82, č.p. 6 . - S. 1653-1661. - doi : 10.1128/AEM.03611-15 . — PMID 26712556 .
  2. ↑ Rod Bdellovibrio  . _ LPSN . Získáno 18. listopadu 2016. Archivováno z originálu 10. června 2017.  (Přístup: 18. listopadu 2016) .
  3. ↑ 1 2 3 Španělsko EM , Núñez ME , Kim HJ , Taylor RJ , Thomas N. , Wengen MB , Dalleska NF , Bromley JP , Schermerhorn KH , Ferguson MA Identifikace a diferenciální produkce ubichinonu-8 u bakteriálního predátora Bdellovibrio bacteriovorus.  (anglicky)  // Výzkum v mikrobiologii. - 2016. - Sv. 167, č.p. 5 . - S. 413-423. - doi : 10.1016/j.resmic.2016.04.003 . — PMID 27106259 .
  4. ↑ Skulachev, 2010 , s. 175.
  5. ↑ 1 2 Skulachev, 2010 , s. 203.
  6. ↑ Madigan Michael T. Brock Biologie mikroorganismů : Globální vydání  . — Pearsonova výchova, 2011. - ISBN 978-0-321-73551-5 .
  7. ↑ Lambert C. , Lerner TR , Bui NK , Somers H. , Aizawa S. , Liddell S. , Clark A. , Vollmer W. , Lovering AL , Sockett RE Přerušení deacetylace peptidoglykanu během interakce predátor-kořist Bdellovibrio zabraňuje konečné destrukci kořisti zeď, osvobozující bakteriální duchy.  (anglicky)  // Vědecké zprávy. - 2016. - Sv. 6. - S. 26010. - doi : 10.1038/srep26010 . — PMID 27211869 .
  8. ↑ Strauch Eckhard , Beck Sebastian , Appel Bernd. Bdellovibrio a podobné organismy: potenciální zdroje nových biochemikálií a terapeutických látek?  // Draví prokaryota. - S. 131-152 . — ISBN 9783540385776 . - doi : 10.1007/7171_2006_055 .
  9. ↑ Rotem O. , Nesper J. , Borovok I. , Gorovits R. , Kolot M. , Pasternak Z. , Shin I. , Glatter T. , Pietrokovski S. , Jenal U. , Jurkevitch E. An Extended Cyclic Di-GMP Síť v dravé bakterii Bdellovibrio bacteriovorus.  (anglicky)  // Journal of bacteriology. - 2015. - Sv. 198, č.p. 1 . - S. 127-137. - doi : 10.1128/JB.00422-15 . — PMID 26324450 .
  10. ↑ Lambert C. , Cadby IT , Till R. , Bui NK , Lerner TR , Hughes WS , Lee DJ , Alderwick LJ , Vollmer W. , Sockett RE , Lovering AL Ankyrinem zprostředkovaná sebeochrana během buněčné invaze bakteriálního predátora Bdellovibrio bakteriovorus.  (anglicky)  // Nature communications. - 2015. - Sv. 6. - S. 8884. - doi : 10.1038/ncomms9884 . — PMID 26626559 .
  11. ↑ Chen H. , Williams HN Sdílení kořisti: koinfekce bakterie virem a prokaryotickým predátorem.  (anglicky)  // mBio. - 2012. - Sv. 3, č. 2 . - P.e00051-00012. - doi : 10.1128/mBio.00051-12 . — PMID 22511350 .
  12. ↑ Otto S. , Bruni EP , Harms H. , Wick LY Chyť mě, když to dokážeš: šíření a hledání potravy Bdellovibrio bacteriovorus 109J podél mycelia.  (anglicky)  // Časopis ISME. - 2016. - doi : 10.1038/ismej.2016.135 . — PMID 27824344 .
  13. ↑ Gupta S. , Tang C. , Tran M. , Kadouri D.E. Vliv predátorských bakterií na lidské buněčné linie.  (anglicky)  // Public Library of Science ONE. - 2016. - Sv. 11, č. 8 . — P.e0161242. - doi : 10.1371/journal.pone.0161242 . — PMID 27579919 .

Literatura