미크로모나스속

Micromonas
미크로모나스속
Esquema Micromonas pusilla.jpg
미크로모나스 푸실라
과학적 분류 e
(랭킹되지 않음): 비리디식물
망울: 엽록소
클래스: 마미엘로피아과
순서: 마미엘라목
패밀리: 마미엘라과
속: 미크로모나스속
맨턴 & 파르케 1960
종

미크로모나스(Micromonas)는 마미엘라과과에 속하는 녹조 속이다.[1][2]

2016년 제2종인 미크로모나스 콤모다(Micromonas commoda, Micromonas pusilla)가 특성화되기 전, 미크로모나스 푸실라(Micromonas pusilla)는 속내의 유일한 종으로 간주되어 속내의 단일 종을 논하는 불균형한 연구량이 되었다.[3][4] 그것은 일부 해양 생태계에서 지배적인 광합성 피코우카리오테로 제안된다.[5] 많은 해조류와 달리, 그것은 따뜻하고 차가운 물 양쪽에 넓게 분포한다.[6] 그것은 강한 수영선수로서 광택반응을 보인다.[6]

미크로모나스 푸실라는 형태와 서식지의 유사성에도 불구하고 3~5개의 다른 층으로 나뉜다.[7][8] 다양한 성층 비율은 해양 생태계 전반에 걸쳐 M. 푸실라 개체군에 기여하며, 틈새 점령과 바이러스 감염에 대한 민감성에 기초하여 성층이 발생한다는 가설을 낳는다.[8]

디스커버리

미크로모나스 푸실라는 1950년대 R에 의해 발견되어 크로쿨리나 푸실라라는 이름이 붙여졌을 때 연구된 최초의 피코플랑크톤으로 여겨진다. 도살자.[9] 후에, 1960년대에 영국 과학자인 Irene Manton과 Mary Park의 전자 마이크로그래프는 M. Pusilla에 대한 더 자세한 정보를 제공했다.[9]

세포 형태학 및 구조

미크로모나스는 세포벽이 없는 작은 단세포 배 모양의 미세한 알갱이 집단이다.[10][11][12] 반의 다른 멤버들처럼, 그들은 하나의 미토콘드리온과 하나의 엽록체를 가지고 있는데,[12] 이것은 세포의 거의 절반을 차지한다.[12][13] 그들은 비늘이 없는 플라겔럼이 있어서 수영을 할 수 있다.[12][13][3] 이 속 플라겔룸의 축상 구조는 말초 마이크로튜브가 중심 쌍의 미세관 종단까지 확장되지 않아 중심 쌍의 움직임을 가시적으로 조사할 수 있다는 점에서 다르다.[11][14][15] 마이크로모나스에서 중심 쌍은 평탄도의 다른 구성 요소의 움직임에도 불구하고 시계 반대 방향으로 끊임없이 회전한다.[11][14]

세포의 크기, 모양, 세포에 플라겔럼을 삽입하는 위치는 균주와 유전적 쇄골 사이에 유사하지만, 각각의 머리카락 지점 길이의 변화는 속내의 플라겔라의 길이를 다르게 한다.[3]

항생제

항생제 민감성은 연구와 실험에 사용될 도축 배양균을 생산하기 위한 목적으로 M. 푸실라의 단일 변종을 사용하여 결정되었다.[16] M.pusilla 변종은 특정 항생제의 가능한 효과를 결정하기 위해 다양한 항생제로 검사되었다.[16]

저항:[16] 벤질피니실린, 젠타미닌, 카나마이신, 네오마이신, 스트렙토마이신

민감성:[16] 클로로페니콜, 폴리믹신 B

M. 푸실라의 경우, 항생제에 대한 민감도는 특정 항생제의 살균 수준에 노출되었을 때 치명적 효과가 아닌 성장 손상에 의해 정의될 가능성이 높다.[16] 이 항생제 세트에 대한 다른 종류의 M. 푸실라의 민감성은 같아야 한다.[16]

유전학

진화사

미크로모나스는 일찍이 모든 현대적인 육지식물로 이어진 혈통에서 갈라졌다. 개별 종은 매우 유사한 16S SSU rRNA 유전자 시퀀스를 가지고 있는데, 이는 현미경 분화를 결정하는 데 종종 사용되는 비교이지만, 단지 다른 유전자의 90%만이 모든 마이크로모나스 종들 간에 공유된다. 특정 유전자에 대한 시퀀스의 작은 변화만 비교했을 때 완전한 유전자의 존재 또는 부재는 미크로모나스가 집중적인 수평적 유전자 전달의 결과임을 시사한다.[10]

변형률 격리

최초의 미크로모나스 참조 게놈은 1998년 적도 태평양 샘플에서 처음으로 격리된 RCC299라는 변종에서 만들어졌다. 이 변종은 20년 동안 지속적으로 배양되어 왔으며 로스코프 문화 콜렉션에서 구할 수 있다. 2005년, 그 변종의 단일한 문화는 고립되었다. 악센계 변종은 CCMP2709라는 이름으로 해양 식물성 플랑크톤 문화 센터에서 구할 수 있다. 현재 온대 연안해역에서 격리됐던 얼룩이 별도로 염기서열 처리되고 있다.[10]

게놈 구조

미크로모나스 sp 게놈 전체가 2014년 첫 산탄총 서열화됐다. 미크로모나스는 약 19Mb를 가지고 있지만, 이것은 종과 종에 따라 약간 다르다. 이것은 17개의 염색체로 구성되어 있으며 GC 함량이 59%이다.[17] [열린 판독 프레임]에 근거하여 약 10000개의 단백질과 70개의 기능 RNA에 대한 게놈코드를 작성하였다.[18]

세포 메커니즘

세포 성장과 분열

미크로모나스는 핵분열을 통해 무성으로 번식한다.[11] M. 푸실라는 하루 종일 세포 크기와 빛 산란과 같은 광학적 특성의 가변성을 보인다는 것이 관찰되었다.[19] 이러한 측정은 빛이 있는 기간 동안 증가하며, 빛이 없는 기간에는 감소한다.[19][20] 이는 세포가 분열하기 시작하고 작아지기 시작할 때 어둠 속에서 세포 증식, 지질, 세포막 구조 조정과 관련된 단백질의 발현이 증가하면서 단백질 프로파일이 디엘 주기에 걸쳐 변화한다는 발견과 일치한다.[20] 그러나, 유전자와 단백질의 표현 수준은 여전히 같은 대사 경로 내에서 다를 수 있다.[20] 또한 3' UTR의 구조가 규제 시스템에서 역할을 할 수 있다는 제안이 제기되었다.[20]

광수집계

미크로모나스 종은 여전히 일반적인 색소인 [3]엽록소 a와 엽록소 b를 포함하는 마미엘로피아의 구성원과 같은 광합성 색소를 공유하며,[21] 최초의 알갈 카로티노이드에 γ엔드 집단을 가진 구조를 부여하고 있는 프라시녹산틴(xantop산틴 K)을 포함한다.[22] 그것의 크산토필의 대부분은 산화 상태에 있고, 규조류, 황금과 갈색 해조류, 디노플라겔레이트 같은 다른 중요한 해양 플랑크톤이 가지고 있는 것과 유사하다는 것이 발견되었다.[23] 게다가, Cl cCS-170이라고 불리는 또 다른 색소가 해양의 더 깊은 곳에 사는 미크로모나스와 오스트레오코쿠스의 일부 변종에서 발견될 수 있는데, 이것은 낮은 광도 하에서 사는 유기체에 대한 잠재적인 적응을 나타낼 수도 있다.[3]

미크로모나스의 경량 채취 단지는 색소성분이나 악조건에서의 안정성 측면에서 다른 녹조와는 구별이 가능하다.[21] 이들 단백질은 세 가지 색소를 광채취에 사용하는 것으로 나타났으며 고온과 세제의 유무에 내성이 있다.

펩티도글리칸 생합성

내시경 검사를 통해 시아노박테리아에서 유래된 것으로 추정되는 [24]엽록체에는 주변 펩티도글리칸 층이 없으나, 일부 관련 효소만 존재하는 펩티도글리칸 생합성 경로로는 M. 푸실라, M. commoda에서 부분적으로 완성되는 것으로 확인된다.[12] 미크로모나스의 이 경로의 역할은 아직 조사 중에 있지만, 이 관찰은 엽록체들이 펩티도글리칸으로 덮여 있는 글라우코프 해조류와 함께 다른 종류의 미크로모나스의 혈통을 보여준다.[12]

생태적 의의

미크로모나스는 해양과 해안 지역 모두에서 상당한 양의 피코플랑크톤 생물량과 생산성을 차지한다.[5] 미크로모나스의 풍부함은 지난 10년 동안 증가했다. 증거는 이러한 숫자의 급증은 북극에서 더욱 급격하게 느껴졌던 기후 변화를 통해 유발된다는 것을 보여준다.[12] 지난 몇 년 동안 녹색 조류는 오로지 광합성 물질이라고 생각되었다. 단지 그것이 사실이 아니라는 것을 발견하기 위해서였다.[25] 미크로모나스뿐만 아니라 프라시노피스트들도 혼합생식을 취했고 북극 내 원핵생물 개체군에 큰 영향을 끼쳤다.[25] 미크로모나스에 의한 원핵생물의 많은 소비 때문에, 연구들은 광합성 피코우카로테스가 곧 북극 시스템의 주요 생산성과 박테리아를 지배할 것이라고 제안하고 있다.[25] 실험실 연구는 단일 속 안에 있는 종들이 그들의 혼합 영양 전략을 그들의 뚜렷한 환경으로 변화시켰다는 것을 보여주었다.[25] 이러한 환경은 빛의 강도, 영양소 가용성 및 먹이의 크기를 통해 달라질 수 있으며, 모두 효율을 극대화하기 위해 쇄골 특유의 변화를 보여 왔다.[25]

바이러스 감염

바이러스는 미생물 집단의 구성을 규제함으로써 해양 생태계의 균형에서 중요하지만 이들의 행동은 온도, 감염 방식, 숙주 조건 등 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다.[26][27] 미크로모나스 감염 바이러스가 발견되어 연구되고 있는 사례가 증가하고 있다.

미크로모나스푸실라바이러스

현재 M. 푸실라 개체군과 공존하는 45개의 바이러스 변종이 확인되고 있다.[8] 바이러스 감염성은 숙주 변종, 빛 가용성 및 바이러스 흡착에 따라 달라진다.[28]

바이러스 용해로 인한 하루 평균 사망률은 M. 푸실라 인구의 약 2~10%로 추정된다.[28]

  • 미크로모나스 푸실라 레오바이러스(MpRV): 양성자를 감염시키는 레오바이러스의 첫 번째 격리.[29] 이 바이러스는 다른 가족 구성원들보다 더 큰 것으로 밝혀졌다.[30]

미크로모나스폴라리스바이러스

이것은 극지 바다로부터 격리된 최초의 피코드나바이러스다.[31] 기온이 낮은 물에 적응한 미크로모나스의 극성 에코타입인 M.폴라리스에 감염될 수 있다.[31]

기후변화에 따른 기온 상승이 바이러스와 숙주의 종단 구성을 모두 바꿀 수 있다는 증거가 나왔다.[31]

대사공학

세계적으로 인구가 증가함에 따라, 야생 물고기와 조류에 대한 수요가 증가하고 있는데, 이는 성장과 개발에 필요한 다불포화지방산(PUFA)의 공급원과 인간의 건강 유지에 필요한 것이다. 최근 연구는 M. 푸실라에 존재하는 효소인 아킬-코아 Δ6-desaturase를 식물과 함께 사용하여 PUFA의 생산을 위한 대체 메커니즘을 연구하고 있다. 아킬-코아 Δ6-desaturase의 M. 푸실라 변종은 육상 식물에서 오메가-3 기질에 대한 결합 선호도가 높아 다불포화 지방산 합성 경로에 매우 효과적이다.[32]

참조

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외부 링크