STREPTOMYCES GRISEUS: ZNAČILNOSTI, ŽIVLJENJSKI CIKEL IN UPORABE - BIOLOGIJA - 2026

Streptomyces griseus je vrsta aerobnih, gram-pozitivnih bakterij. Spada v skupino Actinobacteria iz reda Actinomycetales in družine Streptomycetaceae.

So pogoste bakterije v tleh. Ugotovljeni so bili v povezavi z rastlinskimi koreninami v rizosferi. Nekateri sevi so bili izolirani tudi v vzorcih globokih morskih voda in usedlin ter v obalnih ekosistemih.

Streptomyces griseus, opažen s skenirnim elektronskim mikroskopom. Avtor: Docwarhol, iz Wikimedia Commons Zmožnost te vrste, da se prilagodi na veliko raznolikost ekosistemov, je povzročila pomembne genske variacije, ki so jih poskušali uvrstiti v ekovarje.

Ta vrsta, tako kot druge vrste Streptomyces, proizvaja veliko število sekundarnih metabolitov, kar ji daje velik tržni pomen. Med njimi izstopa streptomicin (aminoglikozidni antibiotik), prvi antibiotik, ki se učinkovito uporablja proti tuberkulozi.

značilnosti

S. griseus je Gram pozitivna aerobna bakterija, ki proizvaja micelijo. Celična stena je debela, sestavljena predvsem iz peptidoglikana in lipidov.

Ta vrsta razvija tako substratni kot zračni micelij. Obe vrsti micelija imata različno morfologijo. Hife substralnega micelija so lahko v premeru 0,5 - 1 µm. Zračni micelij je nitasti in malo razvejan.

V kulturnem mediju so ti miceliji različni odtenki sive. Hrbtna stran kolonije je sivo rumenkasta. Ne proizvajajo melaninskih pigmentov.

Spore verige so pomične in so sestavljene iz 10-50 spore. Površina le-teh je gladka.

Vrsta uporablja glukozo, ksilozo, manitol ali fruktozo kot vir ogljika. V kulturah z arabinozo ali ramnozo ne opazimo rasti kolonije.

Optimalna temperatura za njen razvoj se giblje med 25 - 35 ° C.

Rastejo v širokem razponu pH, med 5 in 11. Vendar je njena rast optimalna v alkalnih okoljih s pH 9, zato velja za alkalofil.

Genetika

Genom S. griseus je bil popolnoma sekvenciran. Ima linearni kromosom z več kot osem milijonov baznih parov. Prisotnosti plazmidov niso opazili.

Kromosom ima več kot 7000 ORF (zaporedja RNA z odprtim okvirjem). Za več kot 60% teh zaporedij je znana funkcija, ki jo opravljajo. Vsebnost GC za S. griseus je približno 72%, kar velja za visoko.

Sekundarni presnovki

Večina vrst streptomyces proizvaja veliko število sekundarnih presnovkov. Med njimi najdemo antibiotike, imunosupresive in encimske inhibitorje.

Prav tako so te bakterije sposobne proizvajati nekatere industrijsko pomembne encime, na primer glukozno izomerazo ali transglutaminazo.

V primeru S. griseus je najpomembnejši sekundarni presnovek streptomicin. Vendar pa ta organizem proizvaja druge spojine, na primer nekatere vrste fenolov, ki so zelo učinkovite pri zatiranju različnih fitopatogenih gliv.

Taksonomija

Vrsta je bila prvič opisana iz izolatov tal z območja Rusije. Raziskovalec Krainsky leta 1914 ga identificira kot Actinomyces griseus.

Kasneje sta Waskman in Curtis uspela vrste izolirati v različnih vzorcih zemlje v ZDA. Leta 1943 sta Waskman in Henrici predlagala rod Streptomyces na podlagi morfologije in vrste celične stene svoje vrste. Ti avtorji vrsto v ta rod umeščajo leta 1948.

Filogenija in sopomenka

Za S. griseus so bile predlagane tri podvrste. Vendar so molekularne študije razkrile, da dva od teh taksonov ustrezata vrsti S. microflavus.

S filogenetskega vidika S. griseus tvori skupino s S. argenteolus in S. caviscabies. Te vrste imajo veliko podobnost glede na ribosomske sekvence RNA.

Na podlagi primerjave zaporedij RNA je bilo mogoče ugotoviti, da imajo nekatere vrste taksonov razen S. griseus enako genetsko sestavo.

Zato so ta imena postala sinonimi za vrsto. Med temi imamo S. erumpens, S. ornatus in S. setonii.

Biološki cikel

Vrste streptomyces med razvojem proizvajajo dve vrsti micelija. Substralni micelij, ki tvori vegetativno fazo, in micelij iz zraka, ki bo povzročil spore

Tvorba micelija substrata

Ta nastane po kalitvi spore. Hife so premera 0,5-1 µm. Te rastejo iz jabolk in razvijejo razvejanost, kar daje zapleteno matriko hif.

Obstaja malo razdeljenih septov, ki lahko predstavljajo več kopij genoma. V tej fazi bakterije izkoristijo hranila, prisotna v okolju, za kopičenje biomase.

Ko se ta micelij razvija, prihaja do celične smrti nekaterih septov. V miceliju zrelega substrata se izmenično živijo in mrtvi segmenti.

Ko se bakterije razvijejo v tleh ali v potopljenih pridelkih, prevladuje vegetativna faza.

Oblikovanje micelija v zraku

Na neki točki razvoja kolonij se začne tvoriti micelij z manj vejami. V S. griseusu se oblikujejo dolgi nitki, ki so zelo malo razvejani.

Prehrana, potrebna za nastanek tega micelija, se pridobiva iz lize celic micelija substrata. V tej fazi vrsta proizvaja različne sekundarne presnovke.

Tvorba spore

V tej fazi hife ustavijo svojo rast in se začnejo prečno drobiti. Ti drobci se hitro spremenijo v zaobljene spore.

Spore verige so sestavljene iz približno petdeset celic. Spore so kroglaste do ovalne oblike, premera 0,8-1,7 µm in z gladko površino.

Prijave

Glavna uporaba, povezana s S. griseus, je proizvodnja streptomicina. To je baktericidni antibiotik. Prvič ga je leta 1943 odkril Albert Schatz pri vrstah vrste.

Streptomicin je eno najučinkovitejših načinov zdravljenja tuberkuloze, ki jo povzroča Mycobacterium tuberculosis.

Vendar ima S. griseus druge namene. Vrsta proizvaja druge antibiotike, med katerimi je tudi nekaj, ki napadajo tumorje. Prav tako proizvaja komercialno uporabljene proteolitične encime, kot so proze. Ti encimi blokirajo inaktivacijo natrijevih kanalov.

Po drugi strani je bilo v zadnjih letih ugotovljeno, da S. griseus proizvaja hlapne snovi iz skupine fenolov, imenovane karvakrol. Ta snov ima sposobnost zaviranja rasti spor in micelij različnih fitopatogenih gliv.

Reference

1. Anderson A in E Wellington (2001) Taksonomija Streptomyces in sorodnih rodov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh, S Pourseyedi, J Amini in M ​​Yaghoobi (2014) Biološki nadzor rastlinskih glivičnih bolezni z uporabo hlapnih snovi Streptomyces griseus. Evropski časopis za eksperimentalno biologijo 4: 334–339.
3. Horinouchi S (2007) Pridobivanje in poliranje zaklada v bakterijskem rodu Streptomyces. Biosci. Biotehnol. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori in S Horinouchi (2008) Genomsko zaporedje mikroorganizma, ki proizvaja streptomicin, Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bakcteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X in Y Huang (2010) Taksonomska ocena klade Streptomyces griseus z analizo zaporedja več lokov in hibridizacijo DNK-DNK s predlogom, da se združi 29 vrst in tri podvrste kot 11 genskih vrst. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Dvokomponentni sistemi in regulacija proizvodnje antibiotikov iz Streptomyces coelicolor. Naloga za pridobitev naziva doktorica na Univerzi v Salamanci, Španija. 188 pp.