Проект №2: Описание бактерии Halothiobacillus neapolitanus

1) Систематическое положение:

Домен: Bacteria
Группа: Proteobacteria
Секция: gamma-Proteobacteria
Класс: Chromatiales
Семейство: Halothiobacillaceae
Род: Halothiobacillus
Вид: Halothiobacillus neapolitanus (выделен из рода Thiobacillus [1])

Рис. 1 Общий вид бактерии H. neapolitanus (A), выделенные карбоксисомы (В) [2]

2) Морфологические особенности:

Наличие в цитоплазме специальных органоидов – карбоксисом (полиэдральных тел) (см. рис. 1), функция которых состоит в хранении и обеспечении функционирования фермента RuBisCO, служащего для фиксации углерода из углекислого газа [2,3].

3) Метаболизм (см. рис. 2):

Аэробная, грамм-положительная бактерия, является облигатным хемолитотрофом, окисляет вещества, содержащие серу (сульфиды, серу, тиосульфат, тетратионат), до сульфита, а затем сульфата с получением энергии (см. рис. 2) [4,5].

4) Практическое значение (Почему был секвенирован геном?):

Cпособность H. neapolitanus к окислению серосодержащих соединений используется человеком для очистки отходов некоторых типов производства (целлюлозно-бумажного, нефтехимического) и земель вокруг предприятий. Исследование H.neapolitanus весьма актуально, так как такие отходы являются токсичными для человека и других организмов, имеют резкий неприятный запах и могут в больших количествах накапливаться в почвах [7]. Кроме того известно о таких эффектах, производимых H.neapolitanus, как обогащение бедных руд, участие в ускорении разрушения бетонных конструкций и некоторых других. H.neapolitanus является модельным объектом исследования процессов, обеспечивающих выживание организма в среде с низкими значениями рН, а также механизмов работы и структуры карбоксисом.

Рис. 2 Предполагаемые пути окисления серосодержащих веществ у H.neapolitanus [6]

5) Характеристика генома:

Представлен одной кольцевой хромосомой (см. рис. 3)
Число нуклеотидных пар (bp): 2 582 886
Число генов, кодирующих белки: 2357
Число генов РНК: 52

Рис. 3 Отдельные гены на хромосоме H.neapolitanus

Использованная литература:

Kelly, D.P., and Wood, A.P. Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov. and Thermithiobacillus gen. nov.: Int. J. Syst. Evol. Microbiol. (2000) 50:489-500
Tsai Y, Sawaya MR, Cannon GC, et al (June 2007). Structural analysis of CsoS1A and the protein shell of the Halothiobacillus neapolitanus carboxysome. PLoS Biol. 5 (6): e144. DOI:10.1371/journal.pbio.0050144.
Zhicheng Dou, Sabine Heinhorst, Eric B. Williams, C. Daniel Murin, Jessup M. Shively, and Gordon C. Cannon.: CO₂ Fixation Kinetics of Halothiobacillus neapolitanus Mutant Carboxysomes Lacking Carbonic Anhydrase Suggest the Shell Acts as a Diffusional Barrier for CO₂.: J Biol Chem. 2008 Apr 18;283(16):10377-84. Epub 2008 Feb 7
PMID: 18258595 Запрос: "halothiobacillus neapolitanus"; краткое содержание статьи
Ramu Kakumanu*, John Latham, Neela .G, Suneel Chhatre & Newton P. Hilliard.: Studies on Oxygen Consumption in the Obligate Chemolithoautotrophm Halothiobacillus neapolitanus
Suneel A. Chhatre*, Joaquin A. DeLeon, John Latham & Newton P. Hilliard.: Strategies for Cloning and Sequencing of Genes involved in Sulfur Oxidation in Halothiobacillus neapolitanus
Neela Gamini*, Ramu Kakumanu, Suneel Chhatre, Newton Hilliard.: Halothiobacillus neapolitanus, a Model Organism to Study Acid Tolerance Response in Pathogenic Bacteria. New Mexico Bioinformatics Symposium (NMBIS 2009), March 19-20, 2009, Santa Fe
Valdebenito-Rolack, E.H.; Araya, T.C.; Abarzua, L.E.; Ruiz-Tagle, N.M.; Sossa, K.E.; Aroca, G.E. and Urrutia, H.E. (2011). Thiosulphate oxidation by Thiobacillus thioparus and Halothiobacillus neapolitanus strains isolated from the petrochemical industry. Electronic Journal of Biotechnology, vol. 14, no. 1.