데이노코커스 데저티

Deinococcus deserti
데이노코커스 데저티
과학적 분류 edit
도메인: 박테리아
문: 데이노코타속
클래스: 데이노코끼속
주문: 데이노코커스과
패밀리: 데이노코커스과
속: 데이노코커스속
종류:
데스텐티
이항명
데이노코커스 데저티
드 그루트 외 2005년[1]

Deinoccus deserti는 그램 음성의 막대 모양의 박테리아로 극도로 내방사능성이 강한 박테리아인 Deinoccaceae에 속한다.D. deserti와 다른 Deinoccaceae는 이온화 [2]방사선에 견디는 놀라운 능력을 보인다.

묘사

Deinoccus deserti는 다른 Deinocci와 공통되는 고축합 핵소체, 고세포 Mn/Fe 비율 및 ddrA-to-drD, pprA, irrE [3]등 Deinoccus 특이 방사선 내성 관련 유전자 몇 개를 가지고 있다.

D. deserti VCD115의 게놈은 4개의 복제체로 구성되어 있다: 주 염색체 (2.82Mb)와 세 개의 플라스미드, P1 (325KB), P2 (314KB), 그리고 P3 (396KB)[4]

역사

15kGy 감마선에 모래를 피폭한 후 모로코와 튀니지의 사하라 사막에서 채취한 모래 샘플의 혼합물에서 감마선과 자외선 방사선에 내성이 있는 2개의 균주를 분리했다.균주는 트립타아제 콩 육수(TSB)와 같은 풍부한 배지에서 자라지 않고, 10배 희석된 TSB에서 흰 군체로 성장했습니다.유전자형과 표현형 특성은 인정된 데이노코커스 종과 구별할 수 있게 했다.따라서 이 변종들은 Deinoccus deserti sp. nov.라는 이름이 [5]제안된 새로운 종을 나타내는 것으로 확인되었다.

방사선 저항

방사선 또는 건조로 인한 이중 가닥 절단이 많은 염색체는 D. deserti에서 몇 시간 안에 복구할 수 있다.Deinoccaceae의 극단적인 방사선 내성은 D. radiodurans를 모델로 사용한 강도 높은 연구의 대상이었다.

방사선 저항의 메커니즘

조사 대상 세포에서 DNA 재조합효소인 RecA가 가장 먼저 강하게 유도된 단백질이었다.RecA는 방사선 내성, DNA 수복의 충실도 및 D. 방사듀란의 게놈 안정성을 위해 필수적이다.DNA 수복의 기초가 되는 분자 메커니즘은 또한 DNA 복제, 복구 및 재조합, 세포벽 대사, 세포 수송 및 특징 없는 기능을 가진 많은 유전자를 포함하여 급성 감마선에 반응하는 유전자의 레퍼토리를 기술하는 것으로 이어지는 전사체학에 의해 조사되었다.

D. radiodurans에 대한 이전의 마이크로 어레이 실험에서, 가장 높은 방사성 유도 유전자는 ddrA, drB, drC, ddrD, 그리고 pprA였습니다.D. deserti의 상동성 또한 가장 높게 유도된 것 중 하나이며, 이는 이들의 존재뿐만 아니라 방사선 손상에 대한 강력한 상향 조절도 [3]보존된다는 것을 보여준다.

recA, gyrA, uvrB 및 ssb와 같은 다양한 DNA 복구 유전자를 포함한 일련의 방사선 유도 유전자의 상류에서 공통 17-base pair radiation/discation response motive(RDRM)가 확인되었으며, 이는 Deinoccus 종에 보존된 RDR regulationon의 존재를 강력히 시사한다.orrE 유전자는 방사선 내성에 필수적이며, 방사선/탈락 반응 모티브(RDRM) 부위가 D. radiodurans와 D. desciation에 있는 recA 및 기타 유전자의 방사선 유도 발현에 필요하다.DdrO는 D. radiodurans, D. geothermis 및 D. deserti의 RDRM 사이트에 선행하는 유일한 유도 및 보존 조절 유전자이기 때문에 RDR 조절자의 글로벌 조절자가 될 수 있습니다.IrRE는 [6]억제제 DdrO를 분해하고 비활성화하여 방사선 피폭 후 DNA 복구와 세포 생존에 필요한 유전자의 발현을 유도하는 부위 특이적 단백질 분해효소이다.

RecAC와 RecAP는 D. deserti의 높은 감마선과 UV 방사선에 피폭된 후 대규모 DNA 손상을 복구할 수 있는 기능성 단백질이다.ImuY와 DnaE2는 UV 유도 지점 돌연변이에 [7]관여한다.

방사선 저항의 진화

15,000 Gy의 급성 방사선량에서 생존할 수 있는 유기체의 진화는 지질학적 시간에 걸쳐 지구에 고방사능 서식지가 존재하지 않는 것으로 보아 설명하기 어렵다.따라서 내방사선성 세균의 진화를 위한 자연선택 압력은 비방사선 형태의 DNA 손상, 특히 [4]건조에 의해 촉진되는 DNA 손상에 대한 만성 피폭일 가능성이 더 높은 것으로 보인다.

프로테오믹스

3455개 유전자의 정확한 게놈 주석은 광범위한 단백질 분석을 통해 1차 주석 단계에서 안내되었다.페닐-세파로오스 크로마토그래피에 의한 표준 조건의 성장과 프로테옴 분화 후에 1348개의 단백질 세트가 발견되었다.

본 연구에서는 341개의 단백질에서 664개의 N-말단 펩타이드가 특징지어 D. deserti VCD115 게놈에서 278개의 검증과 63개의 번역 개시 코돈 보정을 이끌었다.또한 해당 폴리펩타이드에 대한 펩티드 시그니처의 검출을 통해 게놈에서 4개의 새로운 개방 판독 프레임이 검출되었다.펩타이드는 전체 D. deserti 게놈의 6프레임 번역으로 구성된 데이터베이스에 대해 MASCOT 검색 엔진을 사용하여 확인되었다.이 데이터베이스는 짧은 ORF의 많은 부분을 가진 65,801개의 가상 단백질 배열로 구성되었다(ORF의 68%는 80개 미만의 잔류물을 가진다).

이 단계에서 557개의 시그니처가 이전에 주석이 달린 278개의 다른 단백질의 N 흰자리와 일치한다.

D. deserti의 1119 폴리펩타이드는 신경망 또는 숨겨진 마르코프 모델 접근법에 의해 신호 펩타이드를 포함할 것으로 예측되었다.

D. deserti TMPP 표지 프로테옴에서 총 341개의 단백질 N 터미니가 자신 있게 동정되었다.이 중 63개는 첫 번째 D. deserti 게놈 주석에서 올바르게 주석을 달지 않았으므로 그에 따라 수정해야 한다.세 개의 배열된 데이노코커스 게놈의 유전자 배열에 대한 비교가 있었다.각각 D. 지열과 D. radiodurans 게놈에서 나온 37개의 N 흰개미니와 100개의 추가 단백질을 재주석해야 한다고 제안되었다.수동으로 검증된 TMPP 변형 펩타이드를 고려할 때, N 말미에 대한 664개의 고유 시그니처가 398개의 트립틱 배열과 266개의 키모트립틱 배열로 확인되었다.따라서 이 두 가지 소화가 상호 보완적인 것으로 밝혀졌다.N 흰개미 데이터 세트는 이론 프로테옴의 10%에 해당합니다.상당수의 잘못된 주석들이 아직 [8]수정되어야 할 것이다.

레퍼런스

  1. ^ Parte, A.C. "Deinococcus". LPSN.
  2. ^ Dedieu, A; Sahinovic, E; Guerin, P; Blanchard, L; Fochesato, S; Meunier, B; de Groot, A; Armengaud, J (2013). "Major soluble proteome changes in Deinococcus deserti over the earliest stages following gamma-ray irradiation". Proteome Science. 11 (1): 3. doi:10.1186/1477-5956-11-3. PMC 3564903. PMID 23320389.
  3. ^ a b de Groot, A; Roche, D; Fernandez, B; Ludanyi, M; Cruveiller, S; Pignol, D; Vallenet, D; Armengaud, J; Blanchard, L (March 2014). "RNA Sequencing and Proteogenomics Reveal the Importance of Leaderless mRNAs in the Radiation-Tolerant Bacterium Deinococcus deserti". Genome Biol. Evol.
  4. ^ a b De Groot, A; Dulermo, R; Ortet, P; Blanchard, L; Geurin, P; Fernandez, B; Vacherie, B; Dossat, C; Jolivet, E (March 2009). "Alliance of Proteomics and Genomics to unravel the Specificities of Sahara bacterium Deinococcus deserti". PLOS Genetics. 5 (3): e1000434. doi:10.1371/journal.pgen.1000434. PMC 2669436. PMID 19370165.
  5. ^ de Groot, A; Chapon, V; Servant, P; Christen, R; Fischer-Le Saux, M; Sommer, S; Heulin, T (November 2005). "Deinococcus deserti sp. nov., a gamma-radiation-tolerant bacterium isolated from the Sahara Desert". Int J Syst Evol Microbiol. 55 (6): 2441–6. doi:10.1099/ijs.0.63717-0. PMID 16280508.
  6. ^ Ludanyi, M; Blanchard, L; Dulermo, R; Brandelet, G; Bellanger, L; Pignol, D; Lemaire, D; de Groot, A (September 2014). "Radiation response in Deinococcus deserti: IrrE is a metalloprotease that cleaves repressor protein DdrO". Molecular Microbiology. 94 (2): 434–449. doi:10.1111/mmi.12774. PMID 25170972.
  7. ^ Dulermo, R; Fochesato, S; Blanchard, L; de Groot, A (2009). "Mutagenic legion bypass and two functionally different RecA proteins in Deinococcus deserti". Molecular Microbiology. 74 (1): 194–208. doi:10.1111/j.1365-2958.2009.06861.x. PMID 19703105. S2CID 205367356.
  8. ^ Baudet, M; Ortet, P; Gaillard, JC; Fernandez, B; Guerin, P; Enjalbal, C; Subra, G; de Groot, A; Barakat, M (2010). "Proteomics-based Refinement of Deinococcus deserti Genome Annotation Reveals an Unwonted Use of Non-canonical Translation Initiation Codons". Molecular & Cellular Proteomics. 9 (2): 415–26. doi:10.1074/mcp.M900359-MCP200. PMC 2830850. PMID 19875382.

외부 링크