할로필

Halophile

그리스어로 소금을 좋아한다는 뜻에서 이름을 따온 할로파일은 높은 염분 농도로 번성하는 극친위 동물이다.대부분의 할로파일은 고세균 영역으로 분류되지만, 알가 두날리엘라 살리나 균류 월레미아 어류 파가와 같은 세균 할로파일과 진핵생물 종도 있습니다.몇몇 잘 알려진 종들은 카로티노이드 화합물, 특히 박테리올호돕신으로부터 붉은색을 발산합니다.할로파일은 유타주의 그레이트솔트호, 캘리포니아의 오웬스호, 이란의 우르미아호, 사해, 증발지 등 바닷물보다 염분 농도가 5배 이상 높은 수역에서 발견될 수 있다.그들은 목성의 유로파나 다른 유사한 [1]위성들의 염분 있는 지표면 아래 바다에 사는 극친동물의 유력한 후보자가 될 수 있을 것으로 이론화 되어 있다.

분류

구취성향은 그들의 구취성 정도에 따라 경미함, 중간 정도 또는 극단적으로 분류된다.약간의 할로겐화합물은 0.3~0.8M(1.7~4.8%)의 소금 함량을 선호하고, 중간 정도의 할로겐화합물은 0.6M 또는 3.5M(4.7~20%)의 소금 함량을 선호하며, 극단적인 할로겐화합물은 3.4~5.1M(20~30%)의 소금 [2]함량을 선호한다.할로겐화물은 소금을 필요로 하지 않지만 염분 조건에서 자랄 수 있는 할로겐화성 유기체와 대조적으로 성장을 위해 염화나트륨(소금)을 필요로 한다.

라이프스타일

높은 염도는 상대적으로 적은 수의 유기체가 적응하고 생존할 수 있는 극단적인 환경을 나타냅니다.대부분의 할로겐성 및 모든 할로겐 내성 유기체는 단백질 응집을 피하기 위해 세포질에서 소금을 제외하기 위해 에너지를 소비한다.높은 염분율에서 살아남기 위해, 할로겐화합물은 세포질 밖으로 물이 삼투압으로 이동하는 것을 통해 탈수를 막는 두 가지 다른 전략을 사용한다.두 방법 모두 세포의 내부 삼투압을 증가시킴으로써 작동합니다.첫 번째 전략은 일부 고세균, 대부분의 호염성 박테리아, 효모, 조류, 곰팡이에 의해 사용된다. 유기체는 세포질에 유기 화합물을 축적한다. 즉, 양립 가능한 용질로 알려져 있다.이것들은 [3]환경으로부터 합성되거나 축적될 수 있다.가장 일반적으로 호환되는 용질은 중성 또는 zwitterionic이며 아미노산, 당, 폴리올, 베타인 및 엑토인 및 이러한 화합물의 유도체를 포함합니다.

두 번째, 보다 급진적인 적응은 선택적으로 칼륨(K+) 이온을 세포질로 흡수하는 것을 포함한다.이러한 적응은 매우 호염성 고균군 할로박터리아과, 중간 정도의 호염성 세균목 할라네로비알레스, 그리고 매우 호염성 박테리아인 살리니박터 루버로 제한된다.세 개의 뚜렷한 진화 계통에 이러한 적응의 존재는 이 전략의 수렴적 진화를 시사한다. 이것은 산란된 집단에서만 유지되거나 대규모 측면 유전자 [3]전달을 통해 전달되는 고대 특성일 가능성이 낮다.이것의 주된 이유는 전체 세포 내 기계(효소, 구조 단백질 등)가 높은 염분 수준에 적응되어야 하는 반면, 호환 용질 적응에서는 세포 내 고분자에 거의 또는 전혀 조절이 필요하지 않기 때문입니다; 사실, 호환 용질은 종종 단지 o뿐만 아니라 더 일반적인 스트레스 보호제 역할을 합니다.방습제[3]

특히 주목되는 것은 적어도 2M의 염분 농도를 필요로 하며 보통 포화 용액(약 36% w/v 염분)에서 발견되는 고세균군인 할로아카이아(haloarchaea)이다.이들은 소금 호수, 내해, 깊은 염분과 같은 바닷물의 증발 연못의 주요 거주민으로 물기둥과 퇴적물을 밝은 색으로 물들이고 있습니다.이 종들은 매우 고농도의 염분이 함유된 환경 이외의 환경에 노출되면 멸종할 가능성이 높다.이 원핵생물들은 성장을 위해 소금을 필요로 한다.그들의 환경에서 높은 염화나트륨 농도는 호흡에 필요한 산소의 가용성을 제한합니다.그들의 세포 기계는 표면에 하전된 아미노산을 가지면서 높은 염분 농도에 적응하고, 이러한 성분들 주위에 물 분자를 유지할 수 있게 합니다.그들은 보통 유산소적인 방법으로 호흡하는 이종영양동물이다.대부분의 구취성 동물들은 염분이 높은 자연 환경 밖에서 생존할 수 없다.많은 할로겐화합물은 너무 연약해서 증류수에 넣으면 즉시 삼투압 조건의 변화로 용해된다.

할로겐화일은 다양한 에너지원을 사용하고 호기성 또는 혐기성일 수 있습니다; 혐기성 할로겐화일은 광영양성, 발효성, 황산염 감소성, 호모아세트성,[2][4] 그리고 메타노겐성 종을 포함합니다.

할로아카이아, 특히 할로박테리아과는 고세균 영역의 일원으로, 과염색 [5]환경에서 원핵 생물군의 대부분을 구성한다.현재, 15개의 속들이 이 [6]과에 속해 있다.도메인 박테리아(주로 살리니박터 루버)는 원핵생물 군집의 25%까지 구성될 수 있지만, 일반적으로 전체 인구의 훨씬 낮은 [7]비율이다.때때로 조류 두날리엘라 살리나는 이러한 [8]환경에서 증식할 수도 있다.

염분 결정체 연못에서 비교적 광범위한 분류군이 분리되었으며, 할로페락스, 할로게오메트리움, 할로테리제나, 할로알쿨라,[5] 할로박테륨 등의 속들도 포함되어 있습니다.그러나 이러한 재배 연구에서 실행 가능한 계수는 총 계수에 비해 작았으며, 이러한 분리물의 수치적 유의성은 명확하지 않았다.최근에서야 자연 집단에서 유기체의 정체성과 상대적 풍부성을 결정하는 것이 가능해졌으며, 일반적으로 16S 소단위 리보솜 리보핵산(16S rRNA) 유전자를 대상으로 하는 PCR 기반 전략을 사용한다.이러한 유형의 연구는 비교적 거의 수행되지 않았지만, 이러한 연구 결과에 따르면 가장 쉽게 격리되고 연구된 속들 중 일부는 실제로 현장 군집에서는 유의하지 않을 수 있다.이것은 현장 [9]군집의 0.1% 미만을 구성하는 것으로 추정되는 Haloarcula속과 같은 경우에 나타나지만, 일반적으로 격리 연구에서 나타난다.

게놈 및 프로테오믹 시그니처

비교 유전체 분석과 단백질 분석에서는 할로파일의 환경적 적응에 대해 뚜렷한 분자 신호가 존재하는 것으로 나타났다.단백질 레벨에서 할로겐성 종은 낮은 소수성, 산성 잔류물의 과잉 표현, Cys의 과소 표현, 나선의 형성 가능성 및 코일 구조의 높은 성향을 특징으로 한다.이러한 단백질의 핵심은 DHFR과 같이 더 좁은 [10]β 가닥을 가진 소수성이 덜하다.DNA 수준에서, 할로파일은 뚜렷한 디뉴클레오티드 및 코돈 [11]사용을 보인다.

예

할로박테리아과는 호염성 고세균의 [12]많은 부분을 포함하는 과이다.그 밑에 있는 할로박테리움속은 높은 염도에 대한 내성을 가지고 있다.할로박테리아 중 일부는 소금의 변성 효과에 저항하는 산성 단백질을 가지고 있다.할로코쿠스는 할로박테리아과의 또 다른 속이다.

몇몇 초염색 호수는 수많은 할로겐화합물의 서식지이다.예를 들어, 보츠와나의 막가딕가디 판은 광대한 계절의 고염도 수역을 형성하고 있으며, 바실라리과의 규조속 니츠키아 내의 할로겐성 종과 디아토미과의 [13]로베눌라속의 종을 나타낸다.캘리포니아에 있는 오웬스 호수에는 또한 많은 수의 할로박테륨 할로박테륨 할로비움 박테리아는 할로박터륨 할로비움이다.

월레미아 어패류는 담자균류로 체외 생육에 염화나트륨 1.5M 이상이 필요하며 [14]염분이 함유된 배지에서도 번식한다.소금에 대한 의무적인 요구는 곰팡이에서 예외이다.심지어 대부분의 경우 포화상태에 가까운 염분 농도를 견딜 수 있는 종(예: Hortaea wernecki)도 [15]소금을 첨가하지 않고도 표준 미생물학적 배지에서 잘 자란다.

짠 음식(간장, 중국산 발효 콩, 소금에 절인 대구, 소금에 절인 멸치, 사우어크라우트 등)의 발효에는 필수 성분이나 우발적인 오염 물질로 할로파일이 수반되는 경우가 많다.크로모할로박터 베이제린키는 소금에 절인 콩과 소금에 절인 청어에서 발견된다.테트라게노코커스 할로필러스는 멸치젓과 간장에 들어 있습니다.

작은 호염성의 갑각류 소금 호수(그레이트 솔트 호수 같은)고 물 속에서 NaCl(340g/L)[16][17]의 석 출점에 접근하여 그 독특한 애벌레의 소금 같은 변동 염도 수준의 형량 경감 전략 강력한 삼투압 충격을 견딜 수 있도록 존재할 수 있는 태양 salterns에 살고 있는 Artemia은 유비쿼터스 유인원 속이다.한 glandnd 삼투압 조절 용량.

North Ronaldsay 양은 스코틀랜드 오크니에서 기원한 양의 일종이다.그들은 섬의 담수원에 대한 접근이 제한적이고 그들의 유일한 먹이 공급원은 해초이다.그들은 다른 종의 [18]양을 죽일 수 있는 염분 농도를 다루는데 적응했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크