Xenophilus azovorans
| Xenophilus azovorans | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: | |
| Släkte: | |
| Arter: |
X. azovorans
|
| Binomialt namn | |
|
Xenophilus azovorans Blümel et al. 2001
|
|
| Typ stam | |
| ATCC BAA-794, ATCCBAA-794, CCUG 47268, DSM 13620, KF46F, NCIMB 13707 | |
Xenophilus azovorans är en bakterie från släktet Xenophilus som har isolerats från jord i Schweiz .
Översikt
Xenophilus azovorans är en rörlig , gramnegativ , icke- sporbildande stavformad bakterie . Stavar är raka eller ibland lätt krökta och mättes till 0,5-1 μm gånger 1-3 μm under ett ljusmikroskop . De finns var för sig eller i par. Den odlas vid 30 grader Celsius på näringsagar och ger upphov till ogenomskinliga , gulfärgade kolonier. Dessa kolonier kan ibland vara svåra att upptäcka som singulära till på grund av slemmiga extracellulära sekret. X. azovorans har en hög GC-halt på 69,73 procent, vilket är karakteristiskt för dess släkte. Dess mest anmärkningsvärda egenskap är dess förmåga att bryta ned Orange II azofärgämnen . Syntetiska azofärgämnen är nödvändiga för konstruktion av kosmetika , lädervaror , textilier och pappersprodukter . Men de bryts vanligtvis inte ned i typiska avfallsbehandlingssystem och är av stor oro för miljöaktivister.
Nomenklatur
Släktet Xenophilus kommer från de grekiska orden " xeno " som betyder främmande eller främmande och " philia " som översätter till vänskap eller förkärlek. Artnamnet azovorans kommer från dess förmåga att bryta ned azofärgämnen och latinets "vorare", som betyder sluka.
Upptäckt och isolering
Tidigare känd som Pseudomonas sp . stam KF46F, Xenophilus azovorans isolerades först av Kulla et al. 1984 från ett jordinokulat som hade berikats med karboxi-orange II (1-(4'-karboxifenylazo)-2-naftol) som enda kolkälla. Sedan, i ett försök att klargöra taxonomi för bakteriestammar som kan bryta ned agonföreningar, karakteriserade forskare X. azovorans stam KF46F T från denna ursprungliga kultur. Denna stam är en icke-mucoid version av KF46F som har bevarats i över 25 år genom frysning. I labbet kunde stammen växa på näringsrika medier , men misslyckades med att fullständigt bryta ner Orange II under sådana förhållanden. Fettsyraextraktion analyserades med en Hewlett Packard-modellgaskromatograf och framställdes enligt Microbial Identification System-protokollet . Isolering av genomiskt DNA utfördes av Ausubel et al. 1996. Amplifiering av 16S ribosomalt RNA och efterföljande fylogenetisk analys utfördes med användning av ARB-mjukvarupaketet . ARB mjukvara är ett grafiskt paket som innehåller verktyg som behövs för hantering av sekvensdatabas och dataanalys och har lett till bildandet av en tvärvetenskaplig bioinformatikgrupp. Extrakromosomalt DNA i form av två stora plasmider detekterades genom gelelektrofores med pulserande fält .
Angränsande stammar
Sekvensering av 16S ribosomala RNA-genen avslöjade fylogenetiska släktingar inom 95,0 till 96,1 procents likhet. Dessa släktingar är följande: Hydrogena, Acidovorax , Comamonas och Xylophilus . Xenophilus azovorans kan skiljas från dessa andra släkten baserat på dess unika fettsyrasammansättning . Ett fylogenetiskt träd byggdes med metoden för maximal sparsamhet och nära grenar listas nedan.
Acidovorax anthurii
Acidovorax anthurii , också en medlem av familjen Comamonadacea , orsakar bakteriell bladfläck på växten anthurium .
Comamonas testosteroni
Comamonas testosteroni är en sällsynt mänsklig patogen förknippad med akut blindtarmsinflammation . Det är känt för att ha extremt låg virulens och mycket sällan orsaka sjukdom. I likhet med X. azovorans klassificerades den tidigare inom Pseudomonas- gruppen.
Hydrogenophaga flava
Hydrogenophaga flava, isolerad från lera och jord i Sovjetunionen , är en gramnegativ fakultativt autotrofisk vätebakterie.
Xenophilus aerolatus
Xenophilus aerolatus , stambeteckning 5516S-2T är en gramnegativ, rörlig bacillus aerobe. Dess kolonier är cirkulära och gula i pigment, med hela (släta) marginaler. Den isolerades först den 16 maj 2005 från luft i en utomhusregion i centrala Suwon , Korea av Soo-Jin Kim. Optimala tillväxtförhållanden sker vid 25 till 35 grader Celsius, en NaCl- koncentration på 0-2 procent, och vid pH 5,0 till 9,0. Det är oxidas- och katalaspositivt . X. aerolatus har en GC-halt på 69 procent, vilket är normalt för dess släkte. Som namnet antyder isolerades X. aerolatus först från luften i Suwon, Korea. Även om det inte är känt att det är patogent , har Xenophilus aerolatus registrerats som en komplikation av peritonealdialys .
Fysiologi
X. azovorans är gramnegativa bakterier med celler 0,5 till 1 μm i bredd och 1 till 3 μm i längd . Organismen är känd som stam KF46F T och odlades på näringsagar i tre dagar vid 30 grader Celsius. Kol- och energikällan som användes för odling var karboxi-Orange II. Under ledning av ett ljusmikroskop visade sig organismen ge upphov till cirkulära, gulpigmenterade kolonier. Efter odling bestämdes X. azovorans vara aerob , rörlig och icke - sporbildande . X. azovorans växer vid en optimal temperatur på 30 grader Celsius. Det är också viktigt att notera att stam KF46F T kan växa på olika medier som näringsbuljong (30 grader Celsius) och Luria-Burtani , men kan vanligtvis inte bryta ner karboxi-Orange II när den odlas på dessa medier. Stam KF46F T består av dominerande polära lipider såsom fosfatidyletanolamin , difosfatidylglycerol , fosfatidylglycerol och har en okänd aminofosfolipid.
Genomik
Det fullständiga genomet av X. azovorans DSM 13620 T har sekvenserats av DOE Joint Genome Institute (JGI) med huvudutredaren Nikos Kyrpides . Genomet sekvenserades med hjälp av Whole Genome Sequencing . Specifikt inkluderar metoderna Ilumina , Illumina HiSeq 2000 och Illumina HiSeq 2500 sekvensering. Bakterien har 6349 gener och 6280 proteinkodande gener . Den har också 69 RNA-gener i genomet.
16s ribosomala RNA-genen av X. azovorans KF46F T har amplifierats med användning av polymeraskedjereaktion ( PCR) och har sekvenserats. Genen har en sekvenslängd på 1484 baspar. Forskare utförde pulsfältsgelelektrofores , en liknande metod som beskrivs av Barton et al. , och fastställde att stammen innehåller två plasmider med storlekarna 100 och 350 kb. Enligt med högpresterande vätskekromatografi (HPLC) beskrivna av Mesbah och Whitman, bestämdes GC-innehållet i X. azovorans KF46F T till cirka 70 procent.
Ämnesomsättning
X. azovorans är en kemoorganoheterotrof som utför oxidativ fosforylering och använder syre som en terminal elektronacceptor . Organismen har också en gen som förutspås för nitratreduktion . Den huvudsakliga kinonen som isolerades var ubikinon Q-8. Denna isolering utfördes med HPLC-metoder såsom beskrivits av BJ Tindall.
Baserat på forskning utförd av Blumel et al. , kännetecknades organismen av tillväxt på olika kolkällor och sockerjäsning . Karakteriseringsmetoderna togs från Kampfer et al. Organismen kan använda ett antal aminosyror , sockerarter och karboxylsyror som kol- och energikälla. Några exempel inkluderar användning av D-fruktos och D-mannitol . Baserat på vägar som visas på KEGG , är 10,51 procent av X.azovorans genom gener som bidrar till aminosyrametabolism . Såvitt kolhydratmetabolism förstås har organismen också en komplett TCA-cykel och glykolysväg på KEGG. Cirka 6,79 procent av organismens gener bidrar till Xenobiotisk biologisk nedbrytning och metabolism. Specifikt har organismen gener som förutspås för nedbrytning av aminobensoat och bensoat .
Organismen testar positivt för oxidas och katalas , men kan inte producera ureas , till skillnad från sin närbesläktade granne Xenophilus aerolatus .
Ekologi
X. azovorans odlades från oral mikrobiota av tamhundar . Forskare identifierade bakterien genom att använda jämförande 16s rRNA-sekvensering. hittades en liten andel av odlingsbara X. azovorans i tandplacket hos hundarna.
X. azovorans har också hittats i ett kompostpackat biofilter . Biofiltret behandlades med bensenförorenad luft. Bakterien identifierades genom att använda mikrobiella populationsfingeravtrycksmetoder och efterföljande sekvensering av fragment i populationen med PCR. När mängden bensen på filtret ökade ökade också mängden odlingsbara bakterier. Detta bestämdes genom cellplatträkning och ribosomal intergenic spacer-analys ( RISA).
Ansökningar
Aeroba azoreduktaser ger ett betydande bidrag till aerob behandling av avloppsvatten som färgas av azofärgämnen . Azofärgämnen har fastställts vara främlingsfientliga föreningar som har egenskaper som fördröjer biologisk nedbrytning. På grund av denna betydande användning renades azoreduktasgenen från X. azovorans stam KF46F T med användning av affinitetskromatografimetoder och klonades med PCR. Specifikt har genen bestämts ha hög aktivitet med följande azofärgämnen: Acid Orange 7 , 1-(2-Pyridylazo)-2-naftol, Solvent Orange 7 och Acid Red 88 . Orenat avloppsvatten kan vara skadligt för mänskliga populationer på grund av den roll de spelar i mutagen aktivitet . Forskning utfördes vid en anläggning för bearbetning av azofärgämnen som ligger nära en stor flod och ett reningsverk för dricksvatten . Man fann att 3 procent av avfallet från anläggningen för bearbetning av azofärgämnen hamnade i floden som ger vatten till tusentals människor. Detta är en mycket farlig situation eftersom det har föreslagits att CYP450 -enzymer i den mänskliga tarmen aktiverar azofärgämnen. Ändå har det fastställts att tarmen skulle lida mycket liksom skada på DNA i kolonceller. Andra studier, såsom den som Myslak et al. , fastställde att målare som exponerats för azofärgämnen under en lång tid utvecklade cancer i urinblåsan . Sammantaget är det viktigt att mer forskning görs på X. azovorans azoreduktasgenen på grund av dess förmåga att bryta ner kemikalier i avloppsvatten och för att potentiellt förhindra många människor från att utveckla tarmsjukdomar .