Vampirococcus

Vampirococcus
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Bakterie
Provins:	" Patescibakterier "
Klass:	"Absconditabacteria"
Beställa:	"Absconditabacterales"
Familj:	"Absconditicoccaceae"
Släkte:	" Ca " Vampirococcus " ; Guerrero et al. 1986
Typ art
	" Ca. Vampirococcus lugosii" ; Moreira et al. 2021
Art
	" Ca. V. lugosii" ;

Vampirococcus är ett informellt beskrivet släkte av äggformade gramnegativa bakterier , men den exakta fylogenin återstår att fastställa. Denna predatoriska prokaryot beskrevs första gången 1983 av Esteve et al. som liten, anaerob mikrob cirka 0,6 μm bred innan den gavs namnet Vampirococcus 1986 av Guerrero et al. Denna prokaryot är ett sötvattensobligat rovdjur som jagar specifikt på olika arter av den fotosyntetiska lila svavelbakterien Chromatium . Som en epibiont fäster Vampirococcus till cellytan på sitt bytesdjur och "suger" ut cytoplasman med hjälp av en specialiserad cytoplasmatisk brygga . De nämns ofta som ett exempel på epibionter när man diskuterar strategier som används av bakteriella rovdjur . Denna mikrob har fortfarande inte klassificerats baserat på genomisk sekvensering eller 16S rRNA eftersom den inte kan upprätthållas tillräckligt länge utanför sin naturliga miljö för att isolera en ren kultur.

Karakterisering

Vampirococcus är ett rovdjur, prokaryotiskt släkte som lever under anaeroba, akvatiska förhållanden. Denna bakterie särskiljs från andra predatoriska prokaryoter eftersom den livnär sig på sitt byte med hjälp av epibios (se även epibiont ). Vampirococcus- celler är små och äggformade, endast 0,6 μm breda. Denna lilla storlek är karakteristisk för prokaryoter - eftersom de är mindre än eukaryota celler - och är fördelaktig för rovdjur, som diskuteras i avsnittet Prey and Predation nedan. Dessutom Vampirococcus specifikt olika arter inom bakteriesläktet, Chromatium , en sötvattenslila svavelbakterie. Eftersom Chromatium är en primär producent som fototrof , har det föreslagits att Vampirococcus skulle kunna betraktas som en primär konsument som ett rovdjur av fotosyntetiska bakterier.

Det finns en viss oenighet i det vetenskapliga samfundet angående Vampirococcus rörlighet. Många tidningar har uppgett att denna specifika predatoriska prokaryot inte har flimmerhår eller flageller, vilket gör prokaryoten orörlig. Nya vetenskapliga artiklar har dock börjat beskriva Vampirococcus specifikt med en enda polär flagell som gör att den kan interagera med potentiella byten i sin miljö. Andra nya artiklar har hänvisat till Vampirococcus som en del av en grupp liknande organismer som kallas BALOs ( Bdellovibrio And Like Organisms) som är kända för att vara mycket rörliga rovmikrober. Det är svårt att hitta nyare forskning specifikt om Vampirococcus som utvecklar detta ämne, så rörligheten hos denna organism bör behandlas med försiktighet tills ytterligare forskning klargör saken.

Genomik och fylogeni

Än så länge har genomet av Vampirococcus inte sekvenserats, och mikrobens fylogeni och taxonomi har inte bestämts. Trots detta faktum har Vampirococcus nu inkluderats i en grupp av mikrober som kallas BALOs, eller Bdellovibrio And Like Organisms. Dessa organismer är gramnegativa, obligatoriska predatorer som uppvisar antingen epibiotisk predation eller intracellulär periplasmisk predation. Även om dessa mikrober är lika i funktion, indikerar gruppering av dem inte några nära fylogenetiska eller evolutionära samband. Endast en liten del av mikroberna som ingår i BALO har sekvenserats genetiskt. Eftersom Vampirococcus är svår att odla och underhålla i ett laboratorium utanför sin naturliga miljö. Utan en ren, isolerad kultur av denna organism kan mer information om dess genom, gener, evolutionära relationer med andra mikrober, cellulära funktioner och beteende inte uppnås.

Livsmiljö

För närvarande har Vampirococcus endast hittats i två sötvattensjöar i nordöstra Spanien: Lake Estanya och Lake Cisó. Dessa sjöar bildades i karstområden där stenar under jord har lösts upp av grundvatten. Höga koncentrationer av kalciumsulfat och vätesulfid gör sjöarna anoxiska, vilket ger en anaerob miljö för att upprätthålla både Vampirococcus och dess byte, Chromatium. Cellkoncentrationerna av Vampirococcus är högst under höstmånaderna och är indirekt proportionella mot cellkoncentrationerna av Chromatium , en indikation på Vampirococcus predation.

Byte och predation

Predatoriska mikrober attackerar och livnär sig av bytesdjur genom extracellulära eller intracellulära metoder. Eftersom predatoriska prokaryoter är mindre än sitt byte, kan de inte uppsluka eller fagocytisera de större bakterierna. Denna skillnad i förmåga och storlek kan ha lett till utvecklingen av olika predationsmetoder. Vampirococcus använder epibiotisk predation för att livnära sig specifikt på olika arter av Chromatium . Epibios är en extracellulär predationsmetod och kräver cell-till-cell-kontakt mellan rovdjur och byte. Detta är det enda sättet på vilket detta rovdjur får näring för att växa. Stegen för Vampirococcus predation är följande:

När rovdjurscellen hittar sitt byte – genom kemotaxi eller kvorumavkänning – fäster den sig till bytescellens cellmembran via en cytoplasmatisk brostruktur. Till en början är denna fastsättning reversibel men blir snart permanent.
Vampirococcus utsöndrar sedan hydrolytiska enzymer till Chromatium -bakterien för att smälta och bryta ned cytoplasman.
Näringsämnena transporteras direkt in i rovdjurscellen. Enligt observationer Vampirococcus "suga" ut innehållet som en vampyr.
När prokaryoten har använt alla bytes näringsämnen och förökat sig, lämnar Vampirococcus Chromatium -cellen död. Allt som återstår av bytet är cellmembranet och några intercellulära komponenter.

Som nämnts tidigare, jagar Vampirococcus endast arter av Chromatium , en fototrofisk lila svavelbakterie som lever i sötvatten. Som en bakterie Chromatium mycket större än Vampirococcus . Fördelen med att jaga på större mikrober är det stora överflöd av näringsämnen och resurser från en individ. 1986, Guerrero et al. observerade att ett enda Chromatium kunde upprätthålla upp till sex Vampirococcus samtidigt. Däremot måste rovdjur större än deras byte fagocytera flera mikrober för att få tillräcklig näring.

Fortplantning

Vampirococcus kan existera fritt i sin vattenmiljö utan att vara fäst vid en annan mikrob. Denna prokaryot reproducerar sig dock endast när den är fäst vid en bytesbakterie vilket gör den till ett obligatoriskt rovdjur. Reproduktion sker via binär fission för att producera två dotterceller. Vampirococcus använder inte Chromatiums cellulära maskineri för att reproducera sig som ett virus. Den använder bara bakterien som näringskälla, och bindning är bara ett krav för reproduktion.

Framtida forskning

Forskning genomfördes 2005 för att utvärdera huruvida predatoriska prokaryoter kan användas på andra sätt för att bryta ned biofilmer och cancertumörceller. Det har föreslagits att om rovmikrober attackerar och dödar en viss typ av mikrober, kan de uppvisa samma beteende mot en cell med egenskaper som liknar deras normala byte. Vissa BALOs övervägs redan för dessa specifika uppgifter, särskilt Bdellovibrio bacteriovorus . När Vampirococcus är mer grundligt undersökt och förstådd, kan den också potentiellt användas för att behandla cancer eller biofilmer.

Se även