Бактерия Acaryochloris marina

Таксономия:

Империя Cellular organisms
    Надцарство Bacteria
          Тип Cyanobacteria
              Класс Chroococcales 
                 Род Acaryochloris
                    Вид Acaryochloris marina


Информация о бактерии:

Бактерия Acaryochloris marina открыта в 1996 году  в южной части Тихого океана, в районе Большого барьерного рифа.
Обнаружена она была случайно в клоакальных (выводящих) каналах асцидий вместе с Prochloron didemni, хорошо извест-
ным экзосимбионтом этих животных. Acaryochloris marina является уникальным организмом, содержащим редкий тип хлоро-
филла- хлорофилл d. Это позволяет ему осуществлять оксигенный фотосинтез за счёт утилизации квантов света в ближней
инфракрасной области спектра. Установлено, что содержание хлорофилла d в A. marina составляет более 95% общего хло-
рофилла клетки, тогда как содержание хлорофилла а - всего 1-5 %. При этом соотношение хлорофиллов а/d варьирует от
0,03 до 0,09 в зависимости от условий выращивания культуры.

Acaryochloris marina занимает специфическую экологическую нишу, обитая в условиях недостатка видимого света и избы-
тка инфракрасного. Она живёт под морскими колониальными асцидиями,покрытыми толстым слоем Prochloron didemni, который
поглощает видимый свет,прежде чем тот сможет достичь A.marina. Поэтому водоросль вынуждена приспосабливаться к изме-
нениям спектрального состава света и использовать длины волн, недоступные другим фототрофам.Высокая фотосинтетичес-
кая активность A.marina подтверждается данными импульсномодулированной (РАМ) флуоресценции. Эти особенности A.marina
указывают на существование уникального фотосинтетического аппарата и, прежде всего,уникальной светособирающей систе-
мы, не изученной ещё до конца. Установлено, что A. marina,  подобно Prochloron didemni, Prochlorothrix hollandica  и 
Prochlorococcus marinus, содержит светособирающие Pcb белки, кодирующиеся pcb генами, pcbA и pcbC.

При адаптации A. marina к низкой интенсивности белого света, а также при культивировании этой водоросли на красном и 
зелёном свете содержание в клетке фикоцианина (главного фикобилинового пигмента этого организма) уменьшается, а содер-
жание хлорофилла d существенно увеличивается. При этом соотношение хлорофиллов а/d практически не изменяется. Таким
образом, хлорофилл d может представлять собой эффективный инструмент хроматической адаптации,  позволяющий A. marina
элиминировать содержание фикобилипротеинов и  обеспечивать доминирование этой водоросли в  её специфическом природном 
ареале. Именно характеристики спектрального состава света, а также высокое содержание хлорофилла d и малое содержание 
хлорофилла а указывают на наличие в A. marina нового механизма утилизации световой энергии, включающего хлорофилл d.
A.marina в настоящее время интенсивно исследуются.Физиологическая пластичность бактерии и её способность поддерживать 
оптимальную фотосинтетическую активность за счёт вариации пигментного состава привлекает внимание многих ученых. Изу-
чение особенностей процесса фотосинтетического преобразования энергии в этом организме внесет важный вклад в понимание
механизмов оксигенного фотосинтеза.

Изображение Acaryochloris marina:

Секвенирование генома:

Исследователи из университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St Louis) и университета Аризоны  
(Arizona State University) расшифровали геном цианобактерии Acaryochloris marina. Эта работа может стать важным ша-
гом на пути создания новых источников биотоплива, поскольку  данный микроорганизм обладает редкой способностью ус-
ваивать свет в ближней инфракрасной части спектра.Авторы работы указывают, что A. marina - организм удивительный,
поскольку содержит очень редкий тип хлорофилла (chlorophyll) - хлорофилл d (chlorophyll d). Большинство растений и 
одноклеточных полагается в фотосинтезе на другие вариации хлорофилла - a и b," работающие "в других участках спектра.
Расшифровка генома " инфракрасной бактерии " ещё не означает раскрытия  всех тайн построения в клетке хлорофилла d.
По-тому учёные намерены взять несколько генов-кандидатов на  управление синтезом хлорофилла d и поочерёдно пере-
нести их из цианобактерии в геном каких-нибудь растений,синтезирующих только хлорофилл a.Так можно найти тот ген,
который и нужен учёным. Американские генетики полагают, что после нахождения нужного гена,можно будет создать гене-
тически модифицированные растения (например, кукурузу), которые смогут усваивать значительно более широкий спектр
солнечного излучения, а значит-расти быстрее и вырастать до больших размеров,тем самым аккумулируя в виде биомассы 
больше энергии.

Цианобактерия Chroococcales под микроскопом фото увел. 1000х увел. 1000х, вода из под горшка с цветами:

Статистика генома:

Линия -MBIC 11017
Полная длина генома, организованного в 1 кольцевую хромосому: 6503724 пар оснований.
Общее число генов-6254
Содержание GC пар-47,3%
Средняя длина кодирующих последовательностей ДНК - 874.207.

Относительная встречаемость кодонов в генетическом коде MBIC 11017:

Статистика протеома:

линия MBIC 11017.
Число белков: 8172. 
Средняя длина белка:  275 +/- 261  аминокислотных остатков.
Разброс длины: от 29 до 3597   аминокислотных остатков.

Графики частоты встречаемости аминокислот в белках и частотное распределение белков по их длине:

Литература:


Изображение цианобактерии Chroococcales под микроскопом фото увел. 1000х 

Статья о секвенировании генома 

Статья о свойствах и особенностях Acaryochloris marina 
PMID: 22467501.
Статья найдена по запросу:Acaryochloris marina
Название статьи:
Biofilm growth and near-infrared radiation-driven photosynthesis of the chlorophyll d-containing cyanobacterium Acaryochloris marina.
Статья написана:
Department of Biology, University of Copenhagen, Helsing?r, Denmark, 2012 Mar 30.

Ссылка на аннотацию статьи в БД PubMed
© Nosikova Kate, 2012