로도박터스파이로이드

Rhodobacter sphaeroides
로도박터스파이로이드
과학적 분류
도메인:
박테리아
망울:
프로테오박테리아
클래스:
알파프로테오박테리아
순서:
로도박테리아목
패밀리:
로도박테리아과
속:
로도박터
종:
R. 스피로이드
이항식 이름
로도박터스파이로이드
(반 니엘, 1944) 임호프 외, 1984년

로도박터 스파이로이드는 자주색 박테리아의 일종으로 광합성을 통해 에너지를 얻을 수 있는 박테리아의 일종이다. 가장 좋은 성장 조건은 혐기성 광생증(광체성 및 광자극성)과 빛이 없을 때의 에어로빅 화학적 생식증이다.[1] R. sphaeerides 또한 질소를 고정할 수 있다.[2] 발효와 에어로빅 및 혐기성 호흡을 통해 이성적으로 성장할 수 있기 때문에 대사학적으로 매우 다양하다. 그러한 신진대사의 다재다능성은 생명공학 용도를 위한 미생물 세포 공장으로서 R. Sphaeroids의 조사에 동기를 부여했다.[3]

로도박터 스파이로이드는 깊은 호수와 정체된 물에서 격리되어 왔다.[2]

로도박터 스파이로이드는 박테리아 광합성 연구에서 가장 중추적인 유기체 중 하나이다. 그것은 성장을 위한 특이한 조건들을 요구하지 않고 믿을 수 없을 정도로 효율적이다. R2. sphaeride는 O의 긴장을 감지하는 복잡한 시스템을 가지고 있기 때문에 그것의 광합성 기계의 규제는 연구자들에게 매우 흥미롭다.[4] 또한, 산소의 부분적인 압력 감소에 노출되었을 때, R. sphaeroides는 세포막에 침입을 일으킨다. 광합성 기구는 이러한 불협화음 속에 수용되어 있다.[4] 이러한 침입은 색소포레로도 알려져 있다.

R. sphaeroides의 게놈 또한 다소 흥미롭다. 3Mb(CI)와 900Kb(CII) 중 1개, 자연발생 플라스미드 5개 등 2개의 염색체를 갖고 있다. 많은 유전자들이 두 염색체 사이에 복제되지만, 서로 다르게 조절되는 것으로 보인다. 게다가, CII에 있는 많은 개방형 독서 프레임(ORF)은 알 수 없는 기능을 가진 단백질을 암호화하는 것처럼 보인다. CII에서 알 수 없는 기능의 유전자가 교란되면, 많은 종류의 보조생성이 나타나, CII가 단순히 잘린 CI의 버전이 아니라는 것을 강조한다.[5]

소형 비코딩 RNA

박테리아 소형 RNA는 많은 규제 네트워크의 구성요소로 확인되었다. 로도박터 스피로이드에서 20개의 sRNA가 실험적으로 확인되었으며, 풍부한 sRNA는 싱클레트산소2(1O) 노출에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다.[6] 광산화 스트레스를 생성하는 1O는2 산소와 빛에 노출되었을 때 박테리오클로로필에 의해 만들어진다. O2 유도 sRNA SorY(1O2 resistance RNA Y) 중 하나는 여러 스트레스 조건에서 유도된 것으로 나타났으며 대사물 전달체에 영향을 주어 O에2 대한 저항을 부여했다.[7] SorX는 트랜스포터용 mRNA를 목표로 산화 스트레스를 상쇄하는 두 번째 O 유도12 sRNA이다. 유기 수산화물에 대한 저항에도 영향을 미친다.[8] 보존된 CCUCCUCCC 모티브 응력 유발 RNA를 위해 CcsR이라고 불리는 4개의 동질 sRNA로 구성된 군집이 광산화 응력 저항에도 역할을 하는 것으로 나타났다.[9] R. sphaeride에서 확인된 PcrZ(photosynthesis control RNA Z)는 단백질 조절기에 의해 매개되는 광합성 유전자의 redox 의존적 유도에 대항하는 트랜스액션 sRNA이다.[10]

신진대사

R. sphaeroides는 산소와 다른 전자 수용기로 전자가 전달될 수 있는 몇 개의 단자 산화를 암호화한다(예:[11] DMSO 또는 TMAO). 따라서 이 미생물은 난독성, 미립성, 무독성 조건에서 빛과 어둠의 조건에서 재생될 수 있다. 게다가 C1에서 C4 분자, 당분, 지방산을 포함한 다양한 탄소 기판을 수용하는 것이 가능하다.[12] 포도당 투석증의 몇 가지 경로가 게놈에는 엠브덴-마이어호프-파르나스 경로(EMP), 엔트너-두도오프 경로(ED), 펜토오스 인산염 경로(PP)와 같이 존재한다.[13] ED 경로가 이 미생물의 주요 글리코알틱 경로인 반면 EMP 경로는 더 작은 범위에서만 기여한다.[14][15] 영양소의 이용가능성의 변화는 이 박테리아의 생리학에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어 산소 장력의 감소는 광합성 기계의 합성을 활성화시킨다(광시스템, 안테나 복합체, 색소 포함). 게다가, 매질의 질소 고갈은 예비 폴리머인 폴리하이드록시부티레이트의 세포내 축적을 유발한다.[16]

바이오테크놀로지 응용

이 미생물에 대한 게놈 스케일 대사 모델이 존재하는데,[17] 이는 유전자 조작이 대사 유동성에 미치는 영향을 예측하는 데 사용될 수 있다. 이 종의 게놈 편집을 용이하게 하기 위해 CRISPR/Cas9 유전체 편집 도구를 개발하여[18] 확장하였다.[19] 더욱이 세포내 플럭스의 분할은 C-글루코오스 동위원소 물질의 도움을 받아 상세하게 연구되었다.[15][20] 종합해서, 이러한 도구들은 산업 생명공학을 위한 세포공장으로서 R. Sphaeroides를 개선하기 위해 사용될 수 있다.[3]

R. 스파이로이드의 생리학에 대한 지식은 일부 내생성 화합물의 생산을 위한 생명공학 과정의 개발을 가능하게 했다. 이들은 수소, 폴리히드록시부티레이트, 이소프로노이드(예: 코엔자임 Q10 및 카로티노이드)이다. 게다가, 이 미생물은 폐수 처리에도 사용된다. 수소 진화는 효소 질소효소의 활동을 통해 발생하는 반면,[21] 이소프로노이드들은 내생성 MEP 경로를 통해 자연적으로 합성된다. 이러한 고유 경로는 코엔자임 Q10 합성을 개선하기 위해 유전자 공학을 통해 최적화되었다.[22] 대안으로, 이소프로노이드 합성의 개선은 이단성 메밸론화 경로의 도입을 통해 얻어졌다.[23][16] R. 스파이로이드의 신진대사에 대한 합성생물학 기반 공학은 MEP 경로와 메발로네이트 경로의 기능적 대체와 결합하여 이 종에서 이소프로노이드의 생물 번식을 더욱 증가시킬 수 있었다.[24][25]

합격명

  • 로도박터 스파이로이드(van Niel 1944) 임호프 외, 1984년[26]

동의어

  • 로도코쿠스 단조 몰리슈 1907
  • 로도코쿠스 캡슐라투스 몰리슈 1907
  • 로도스포에라 카풀라타 (몰리슈) 부캐넌 1918년
  • 로도인세라 마이너 (몰리슈) 베르게이 외 1923
  • 로도라거스 단조 (Molisch) 베르헤이 외 1925년
  • 로도라거스 캡슐라투스 (몰리슈) 베르게이 외 1925년
  • 로도라거스 캡슐라투스 베르헤이 외 1939년
  • 로도프세우도모나스스스파이로이드 반 니엘 1944
  • 로도프세우도모나스는 반 니엘 1944년
  • 로도라거스 스피어히데스 (van Niel) 브리지우 1955


재분류

2020년에는 로도박터 스파이로이드를 세레박터속(Cereibacter)으로 옮길 것을 권고했다.[27] 이것은 현재 NCBI 분류 데이터베이스에서 사용되는 이름이다.

참조

  1. ^ Mackenzie C, Eraso JM, Choudhary M, Roh JH, Zeng X, Bruscella P, et al. (2007). "Postgenomic adventures with Rhodobacter sphaeroides". Annu Rev Microbiol. 61: 283–307. doi:10.1146/annurev.micro.61.080706.093402. PMID 17506668.
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참고 문헌 목록

  • 이노마타 츠야코, 히구치 마사타카(1976), 유산소 조건의 매체에서 삼중수소수로부터 나오는 로데세토모나스 스피어로이드의 세포 물질에 삼중수소의 통합; 생화학 저널 80(3), p569-578, 1976-09

외부 링크