STREPTOMYCES GRISEUS: EGENSKABER, LIVSCYKLUS OG ANVENDELSER - BIOLOGI - 2025

Streptomyces griseus er en art af aerobe, gram-positive bakterier. Det hører til gruppen Actinobacteria inden for Actinomycetales-ordenen og Streptomycetaceae-familien.

De er almindelige bakterier i jorden. De er fundet i forbindelse med planterødder i rhizosfæren. Nogle stammer er også blevet isoleret i prøver af dybe havvand og sedimenter og i kystøkosystemer.

Streptomyces griseus set med et scanningselektronmikroskop. Forfatter: Docwarhol, fra Wikimedia Commons. Denne arts evne til at tilpasse sig en stor mangfoldighed af økosystemer har genereret betydelig genetisk variation, som er blevet forsøgt klassificeret i økovarer.

Denne art, som andre Streptomyces-arter, producerer et stort antal sekundære metabolitter, hvilket giver den stor kommerciel betydning. Blandt dem skiller sig streptomycin (aminoglycosidantibiotikum) ud, det første antibiotikum, der anvendes effektivt mod tuberkulose.

egenskaber

S. griseus er en Gram-positiv aerob bakterie, der producerer mycelia. Cellevæggen er tyk, hovedsageligt sammensat af peptidoglycan og lipider.

Denne art udvikler både underlag og luftmycelier. Begge typer mycelium har en anden morfologi. Hyferen af ​​substratmyceliet kan være 0,5 - 1 um i diameter. Luftmyceliet er trådformet og lidt forgrenet.

I kulturmedium præsenterer disse mycelier forskellige gråtoner. Koloniens bagside er grågulagtig. De producerer ikke melaninpigmenter.

Sporkæderne er rectiflexible og består af 10-50 sporer. Overfladen på disse er glat.

Arten bruger glukose, xylose, mannitol eller fruktose som en kulstofkilde. I kulturmedier med arabinose eller rhamnose observeres ingen kolonievækst.

Den optimale temperatur for dens udvikling varierer fra 25 - 35 ° C.

De vokser i en bred vifte af pH mellem 5 og 11. Imidlertid er dens vækst optimal i alkaliske miljøer med pH 9, hvorfor det betragtes som alkalisk.

Genetik

Genomet til S. griseus er blevet fuldstændigt sekventeret. Det har et lineært kromosom med mere end otte millioner basepar. Tilstedeværelsen af ​​plasmider er ikke observeret.

Kromosomet har mere end 7000 ORF'er (åben ramme RNA-sekvenser). I mere end 60% af disse sekvenser er den funktion, de udfører, kendt. GC-indholdet for S. griseus er ca. 72%, hvilket betragtes som højt.

Sekundære metabolitter

De fleste Streptomyces-arter producerer et stort antal sekundære metabolitter. Blandt disse finder vi antibiotika, immunsuppressiva og enzyminhibitorer.

Ligeledes er disse bakterier i stand til at producere nogle industrielt vigtige enzymer, såsom glucoseisomerase eller transglutaminase.

I tilfælde af S. griseus er den vigtigste sekundære metabolit streptomycin. Imidlertid producerer denne organisme andre forbindelser, såsom visse typer fenoler, der er meget effektive til bekæmpelse af forskellige fytopatogene svampe.

Taksonomi

Arten blev først beskrevet fra jordisolater fra et område i Rusland. Forskeren Krainsky i 1914 identificerer det som Actinomyces griseus.

Senere kunne Waskman og Curtis isolere arten i forskellige jordprøver i USA. I 1943 foreslog Waskman og Henrici slægten Streptomyces baseret på deres artes morfologi og cellevægstype. Disse forfattere placerer arten i denne slægt i 1948.

Filogeni og synonymer

Der blev foreslået tre underarter til S. griseus. Molekylære undersøgelser har imidlertid afsløret, at to af disse taxaer svarer til arten S. microflavus.

Fra et fylogenetisk synspunkt danner S. griseus en gruppe med S. argenteolus og S. caviscabies. Disse arter har stor lighed i forhold til ribosomale RNA-sekvenser.

Baseret på sammenligningen af ​​RNA-sekvenser har det været muligt at fastslå, at nogle taxa, der betragtes som andre arter end S. griseus, har den samme genetiske sammensætning.

Derfor er disse navne blevet synonym med arten. Blandt disse har vi S. erumpens, S. ornatus og S. setonii.

Biologisk cyklus

Streptomyces-arter producerer to typer mycel under deres udvikling. Substratmyceliet, der udgør den vegetative fase, og det luftmycelium, der vil give anledning til sporer

Dannelse af substratmycelium

Dette stammer efter spirens spiring. Hyfæerne er 0,5-1 um i diameter. Disse vokser fra apices og udvikler forgreninger og producerer en kompleks matrix af hyfer.

Der er kun få sektorpartikler, der kan præsentere flere kopier af genomet. I denne fase drager bakterierne fordel af de næringsstoffer, der findes i miljøet, for at akkumulere biomasse.

Efterhånden som dette mycel udvikler sig, er der celledød af nogle septa. I det modne substratmycelium veksler levende og døde segmenter.

Når bakterierne udvikler sig i jorden eller i nedsænkede afgrøder, er den vegetative fase dominerende.

Dannelse af luftmycelium

På et tidspunkt i udviklingen af ​​kolonierne begynder et mycel med færre grene at dannes. I S. griseus dannes lange filamenter, der er meget lidt forgrenede.

Den ernæring, der er nødvendig til dannelse af dette mycelium, opnås ved lysering af substratmyceliumcellerne. I denne fase producerer arten de forskellige sekundære metabolitter.

Sporedannelse

I denne fase stopper hyferne deres vækst og begynder at fragmentere på tværs. Disse fragmenter omdannes hurtigt til afrundede sporer.

Sporkæder dannes bestående af cirka halvtreds celler. Sporer er sfæriske til ovale, 0,8-1,7 um i diameter og med en glat overflade.

Applikationer

Den vigtigste anvendelse forbundet med S. griseus er produktionen af ​​streptomycin. Dette er et bakteriedræbende antibiotikum. Det blev først fundet i 1943 af Albert Schatz i stammer af arten.

Streptomycin er en af ​​de mest effektive behandlinger til behandling af tuberkulose forårsaget af Mycobacterium tuberculosis.

Imidlertid har S. griseus andre anvendelser. Arten producerer andre antibiotika, hvoraf nogle er nogle, der angriber svulster. Det producerer også kommercielt anvendte proteolytiske enzymer, såsom pronaser. Disse enzymer blokerer inaktiveringen af ​​natriumkanaler.

På den anden side er det i de senere år blevet bestemt, at S. griseus producerer flygtige stoffer fra gruppen af ​​fenoler kaldet carvacrol. Dette stof har evnen til at hæmme væksten af ​​sporer og mycelier hos forskellige fytopatogene svampe.

Referencer

1. Anderson A og E Wellington (2001) Taxonomien for Streptomyces og beslægtede slægter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini og M Yaghoobi (2014) Biologisk kontrol af plantesvampsygdomme ved hjælp af flygtige stoffer fra Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Minedrift og polering af skatten i bakteriens slægt Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori og S Horinouchi (2008) Genesekvens af den streptomycin-producerende mikroorganisme Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X og Y Huang (2010) Taxonomisk evaluering af Streptomyces griseus clade ved anvendelse af multilocus-sekvensanalyse og DNA-DNA-hybridisering med forslag om at kombinere 29 arter og tre underarter som 11 genomiske arter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) To-komponentsystemer og regulering af antibiotikaproduktion fra Streptomyces coelicolor. Speciale for at få titlen doktor fra University of Salamanca, Spanien. 188 s.