벨로비브리오

Bdellovibrio
벨로비브리오
Slice from electron cryotomogram of Bdellovibrio bacteriovorus cell.jpg
손상되지 않은 벨로비브리오 박테리오보루스 세포의 극저온 사진을 통해 중앙 슬라이스. 축척 막대 200nm
과학적 분류 edit
도메인: 박테리아
망울: 프로테오박테리아
클래스: 올리고플렉스증
순서: 벨로비브리온목
패밀리: 브델로비브리오과
속: 벨로비브리오
종:
박테리오보루스
이항식 이름
벨로비브리오 박테리오보루스

Bdelovibrio는 그람 음성의 속이고 유산소 박테리아를 의무적으로 만든다. 이 속에서의 더욱 주목할 만한 특징 중 하나는 구성원들이 다른 그램 음성 박테리아를 잡아먹으며 숙주의 생물폴리머(예: 단백질과 핵산)를 먹고 살 수 있다는 것이다. 그들은 두 가지 생활방식을 가지고 있다: 숙주 의존적이고 이동성이 높은 단계, 숙주 박테리아에서 "벨로플라스틱"을 형성하는 "공격 단계"와 느리게 성장하고 불규칙하게 생긴 호스트 독립형이다.[1]

벨로비브리오 박테리오보루스

이것들 중에서 가장 잘 연구된 것은 Bdelovibrio 박테리오보루스인데, 이것은 자연에서 거의 전적으로 숙주에 의존하는 성장에서 발견된다. 이 프리 수영 공격 형태는 먹이를 찾아 나선 뒤 그것의 섬유를 이용해 숙주 외막/펩티도글리칸 세포벽을 파고들어 근막 공간으로 들어간다. 그리고 나서 Bdelovibrio 박테리아는 Bdeloplast라고 불리는 구조를 형성한다. 이 bdeloplast는 호스트 셀이 구형 모양으로 변형되면서 생성된다. 벨로플라스 내부에는 포식자 브델로비브리오의 특이하고 큰 플레지룸이 유실된다. 숙주세포는 숙주 세포질 내부로부터 분자가 자유롭게 경막으로 전달되고, 숙주세포가 거주하고 있는 벨로비브리오가 먹이를 먹도록 하여 빠르게 죽는다.[2] Bdellovibrio는 이러한 분자 중 일부를 사용함으로써, 그것이 현재 거주하고 있는 숙주의 펩티도글리칸 세포벽을 강화하여 보호 환경을 조성한다. 약 4시간 후, 주변 온도에 따라, Bdelovibrio는 이 영양분을 통해 크기가 극적으로 커졌다. 그것은 복제하기 위해 분열된 후 숙주의 세포벽과 막의 최종 합성을 통해 떠난다. 새롭게 부상하는 Bdelovibrio는 새로 자라난 강력한 플라겔라를 수영해서 다음 적당한 숙주를 찾기 위해 사용한다. 이 간헐적인 벨로프리스 단계와 순간적인 기생 단계(15~20분) 때문에 벨로비브리오를 박테리아 포식자나 기생충으로 볼 수 있었다.

브델로비브리오 박테리오보루스는 1962년 스톨프와 페트졸드에 의해 처음 묘사되었다. 2012년에 다른 벨로비브리오 종의 일원이 티베르 강의 "벨로비브리오 티베리우스"로 확인되었다.[3] 이 종은 숙주 독립적 성장이 더 가능하다.

먹잇감에 들어갈 수 없고, 벨로플라스(Bdelovibrio)를 형성하지 않는 과기류인 벨로비브리오 엑소보루스(Bdellovrio exovorus)[4]에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.

외관

가벼운 현미경 아래 호스트 의존형 베델로비브리오(Bdellovibrio)는 약 0.3–0.5, 0.5–1.4µm 크기의 쉼표 모양의 모빌레 로드(motile lod)로 보이며, 거의 식별할 수 없는 플레겔럼(plagellum)을 가지고 있다. Bdelovibrio는 대장균의 "lawn"에서 점점 더 뚜렷해지는 명판으로 나타난다. 특히, Bdelovibrio는 박테리아로서는 드문 특징인 플라겔룸을 덮는 피막을 가지고 있다. 플라겔라 모션은 일단 Bdelovibrio가 먹이를 침투하면 멈추고, 플라겔라는 그 후에 벗겨진다.

숙주에 의존하는 Bdellovibrio는 무정형적으로 보이며, 약탈 단계보다 더 크다.

문화조건

박테리오보루스균은 자연과 인공 서식지에서 어디에나 있는 것으로 보인다. 그것들은 토양 샘플, 강, 바다, 하수, 새와 포유류의 장과 대변, 그리고 굴 껍질과 게의 아가미에서도 발견되었다.[5] 박테리오보루스균은 거의 모든 서식지에서 번성할 수 있는데, 일반적인 요건은 산소와 그램 음성 박테리아가 그 환경에 존재해야 한다는 것이다. 최적의 온도는 28-30°C 사이여서 B. 박테리오보러스를 중간 성질이 되게 한다. Bdelovibrio는 효모 펩톤 육수 한천에서 29°C로 고정된 HI(호스트 독립) 단계에서 실험실에서 재배된다. 숙주에 의존하는 (증식) 문화는 대장균 S-17의 개체수가 29°C에서 16시간 동안 성장한다.[3] 또한 YPSC(야스트 추출물, 펩톤, 아세테이트 나트륨, 염화칼슘) 오버레이 또는 먹이 라이스를 사용하여 배양할 수 있다.[citation needed]

라이프 사이클과 기생

벨로비브리오 라이프 사이클. Bdelovibrio는 접촉 후 그램 음성 박테리아에 달라붙어 먹잇감의 경련 공간으로 침투한다. 일단 안으로 들어가면 연장이 일어나고 4시간 이내에 생식세포가 분비된다.[6]

벨로비브리오 세포는 160 µm/s, 즉 초당 몸길이의 100배가 넘는 속도로 헤엄칠 수 있다. 특징적으로 축축한 필라멘트 파형이 있는 단면 피복 극 플레지럼을 사용하여 수영한다. Bdellovibrio는 다른 Gram 음성 박테리아를 공격하여 먹이 세포의 외막과 펩티도글리칸 층에 자신을 부착하고, 그 후에 외막에 작은 구멍을 만든다. 그리고 나서 Bdelovibrio 세포는 숙주 세포의 경련 공간으로 들어간다. 그것은 짧은 "인식" 기간 동안 되돌릴 수 없이 그것에 부착되어 있다.

인식 기간이 지나면 평판 반대쪽 극을 통해 불가역적으로 부착된다. 일단 페리플라즘 안에 들어가면 베델로비브리오 세포가 막 구멍을 봉인하고 숙주세포를 구형의 형태학으로 전환하는데, 이는 펩티도글리칸을 분해하는 L,D 트랜스펩타이드의 분비에 기인하여 세포가 비정형화되기 때문이다. 형성된 2세포 콤플렉스를 벨로플라스라고 한다. Bdelovibrio 세포는 수용성 효소를 사용하여 필라멘트로 성장하는데 사용하는 숙주 세포 분자를 분해한다. 숙주 세포 영양소가 고갈되면 필라멘트가 분해되어 Bdellovibrios가 된다. 자손은 숙주세포에 침전되어 환경으로 방출되기 전에 운동성이 된다. 전체 수명 주기는 3~4시간이 걸리며, 단일 대장균에서 평균 3–6개의 조생세포를 생산하거나, 필라멘트의 대장균과 같은 더 큰 먹이에서 최대 90개의 조생세포를 생산한다.[7]

비브리오패혈증을 포함한 브델로비브리오 종의 표적은 브델로비브리오와 박테리오파지에 의해 공동 감염될 수 있다.[8] 먹잇감의 브델로비브리오 라운딩은 복수의 브델로비브리오의 공동감염을 줄이기 위해 진화한 것으로 생각되지만, 둥글지 않은 더 큰 먹잇감이 복수의 브델로균에 감염될 수도 있다.

게노믹스

Bdellovibrio 박테리오 HD100의 게놈은 2004년에 배열되었다.[9] HD100 게놈은 뉴클레오티드 길이가 3782950개로 크기가 작다는 점을 감안하면 예상보다 크다.[10]

참조

  1. ^ Lovering, Andrew L.; Sockett, R. Elizabeth (2021-04-12). "Microbe Profile: Bdellovibrio bacteriovorus: a specialized bacterial predator of bacteria". Microbiology. 167 (4). doi:10.1099/mic.0.001043. ISSN 1350-0872. PMC 8289219.
  2. ^ Rittenberg SC, Shilo M (April 1970). "Early host damage in the infection cycle of Bdellovibrio bacteriovorus". Journal of Bacteriology. 102 (1): 149–60. PMC 284981. PMID 4908670.
  3. ^ a b Hobley L, Lerner TR, Williams LE, Lambert C, Till R, Milner DS, et al. (November 2012). "Genome analysis of a simultaneously predatory and prey-independent, novel Bdellovibrio bacteriovorus from the River Tiber, supports in silico predictions of both ancient and recent lateral gene transfer from diverse bacteria". BMC Genomics. 13: 670. doi:10.1186/1471-2164-13-670. PMC 3539863. PMID 23181807.
  4. ^ Koval SF, Hynes SH, Flannagan RS, Pasternak Z, Davidov Y, Jurkevitch E (January 2013). "Bdellovibrio exovorus sp. nov., a novel predator of Caulobacter crescentus". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 63 (1): 146–151. doi:10.1099/ijs.0.039701-0. PMID 22368169.
  5. ^ Shemesh, Y. (2003). "Small eats big: Ecology and diversity of Bdellovibrio and like organisms, and their dynamics in predator-prey interactions". Agronomie. 23: 433–439.
  6. ^ Madigan, Michael T. (7 January 2011). Brock Biology of Microorganisms (Global ed.). Pearson Education. ISBN 978-0-321-73551-5.
  7. ^ Strauch, E.; Beck, S.; Appel, B. (2007). "Bdellovibrio and like organisms: Potential sources for new biochemicals and therapeutic agents?". Predatory Prokaryotes. Microbiology Monographs. Vol. 4. p. 131. doi:10.1007/7171_2006_055. ISBN 978-3-540-38577-6.
  8. ^ Chen, H.; Williams, H.N. (2012). "Sharing of prey: Co-infection of a bacterium by a virus and a prokaryotic predator". mBio. 3 (2): e00051-12. doi:10.1128/mBio.00051-12. PMC 3345577. PMID 22511350.
  9. ^ Rendulic S, Jagtap P, Rosinus A, Eppinger M, Baar C, Lanz C, Keller H, Lambert C, Evans KJ, Goesmann A, Meyer F, Sockett RE, Schuster SC (January 2004). "A predator unmasked: Life cycle of Bdellovibrio bacteriovorus from a genomic perspective". Science. 303 (5658): 689–692. doi:10.1126/science.1093027. PMID 14752164.
  10. ^ Tudor, J. J.; McCann, M. P. (2007). "Genomic analysis and molecular biology of predatory prokaryotes". Predatory Prokaryotes. Microbiology Monographs. Vol. 4. p. 153. doi:10.1007/7171_056. ISBN 978-3-540-38577-6.

외부 링크