Thermoplasma volcanium è un arco moderatamente termoacidófila isolati da bocche idrotermali acidi e fumarole . 1 2 No parete cellulare e non è mobile. 1è anaerobi facoltativi. 1 2 Non ci sono precedenti valutazioni filogenetiche per questo organismo. 1 Thermoplasma volcanium riproduce asessualmente tramite scissione binaria e non è patogeno . 1

Discovery e l’isolamento

Thermoplasma volcanium è stato isolato da sorgenti idrotermali acidi dalle sponde del Vulcano , Italia Segerer et al. nel 1988. 1 Segerer et al. Hanno preso 20 campioni aerobici e anaerobici 110 fumarole Italia, Islanda , il Stati Uniti , e Java , Indonesia . 1 Campioni di entrambi gli ambienti aerobici e anaerobici che contengono solo genere Thermoplasma , ma eubatteri con forma bar sono stati osservati solo nei campioni di aerobica. 1 Il pH dei campioni era di 0,5-6,5, e la temperatura era di 25 ° C-102 ° C. 1 Thermoplasma volcanium è stato coltivato a 57 ° C utilizzando terreno di coltura modificato Darland (0,05% MgSO 4 , 0,02% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0,025% CaCl 2 * 2H 2 O, e 0,1% di estratto di lievito ) può concentrazione glucosio ridotto. 1 2 Segerer et al. condizioni aerobiche e anaerobiche stabilite per crescere tutti i possibili microbi prelevati da campi solfatara, seconda sul particolare funzionamento metabolico di ogni microbi. 1 Il mezzo è stato collegato a un dispositivo di raffreddamento dell’aria su un agitatore per il glicerolo usando microbi aerobici respiro per l’elaborazione metabolica. 1 anaerobica media conteneva quantità minori di zolfo un rapporto di azoto ad anidride carbonica di 4: 1. 1 Dopo due giorni o tre settimane di cultura, in uno dei campioni anaerobici erano microbi come morfologia Thermoplasma noto. 1 Culture di questi microbi sono stati in grado di crescere in ambiente anaerobico. 1

L’eziologia

Il nome Thermoplasma deriva dal greco sostantivo terme significato “Heat” e il sostantivo greco al plasma , che significa “forma di qualcosa.” 1 2 volcanium è l’aggettivo latino volcanium , o “appartenente a Volcanus ,” il dio romano del fuoco e fabbri. La leggenda ha che egli viveva vicino Vulcano, dove sono stati trovati i ceppi di questa specie. 1

Caratteristiche

Morfologia

La morfologia generale del Thermoplasma volcanium coinvolge forme diverse a seconda della sua posizione all’interno della curva di crescita . 1 Durante la crescita logaritmica precoce, le cellule hanno modi di tutte le forme, compresa la forma di noce di cocco, discoteca e bar circa 0,2-0,5 micron. 1 durante la crescita logaritmica e la fine stazionario, le cellule sono principalmente sferica e germogli possono produttore 0,3 micrometri di diametro che contengono gli scienziati del DNA credere. 1 Ogni cella ha un solo flagello ad una fine polare. 1 isolati Thermoplasma volcanium hanno envolutra cellulare o parete cellulare . 1

Genoma

Kawashima et al. Egli ha sequenziato il genoma totale volcanium Thermoplasma utilizzando la clonazione frammento . 3 Thermoplasma volcanium ha un genoma circolare composta da 1.58 mega bps (Mbps) per un totale di 1.613 geni, che codifica per le proteine di 1.543. 3 Il contenuto di GC del genoma è 39,9%. 3 Thermoplasma volcanium differisce da Thermoplasma acidophilum , che ha un contenuto di GC di circa il 7% più grande Thermoplasma volcanium. 1 Nessuna correlazione significativa è stata osservata tra la temperatura di crescita ottimale e contenuti GC. 4

Il sequenziamento del genoma di vari archeobatteri ha dimostrato una correlazione positiva tra la crescita e la temperatura ottimale della presenza di specifiche combinazioni di dinucleotidi purine e pirimidine . 4 Il DNA volcanium Thermoplasma è più flessibile altro DNA archeobatteri causa della presenza di conformazioni purina / pirimidina archeobatteri rispetto ipertermofilo contenente più di purina / purine o pirimidine accoppiamenti / pirimidina. 4

la crescita ottimale

Come altri archeobatteri, Thermoplasma volcanium è estremofilo, in particolare un termoacidófilo. E ‘anche molto mobile, dai flagelli. Si trova in bocche idrotermali, sorgenti di acqua calda , solfatare, vulcani , e in altri luoghi acquatici di calore estremo, pH basso e alta salinità . 1 La mancanza di parete cellulare è ciò che permette Thermoplasma volcanium sopravvivere e crescere a temperature di 33-67 ° C (ottimale 60 ° C) e pH 1.0-4.0 (ottimale 2,0). 4 Per modificare la mancanza di parete cellulare, membrana cellulare specializzato è presente all’interno delle specie archaea; la membrana cellulare è composto di etere – molecole linked di glicerolo e acidi grassi .

Metabolismo

Thermoplasma volcanium è un quimioorganoheterótrofo facultivo anaerobico che è anche in grado di metabolismo Lithotrophic via respirazione anaerobica di zolfo. 1 2 I suoi donatori di elettroni sono composti organici carboidrati semplici da estratti cellulari, e accettori di elettroni sono ossigeno durante la respirazione aerobica e zolfo elementare durante la respirazione anaerobica. 1 In condizioni anaerobiche rigorose, l’assenza di zolfo riduce la crescita di isolati, ma vi è ancora una piccola quantità di osservabili, attribuibili ad un accettore di elettroni che non è stata identificata la crescita. 1 Perché si può crescere in terreno contenente lievito e lo zucchero, si può Thermoplasma volcanium distrugge anche di carbonio altri microbi nelle vicinanze di sorgenti idrotermali. 2

temperatura di crescita ottimale è correlata con la presenza di singole proteine in archeobatteri, specialmente le proteine che mediano specifiche vie metaboliche. 4 Per esempio, nella maggior ipertermofilo , precursori proteici di eme denaturare alle alte temperature, che microrganismi prosperano Estes. 4 Pertanto, questa via metabolica smarrimento o modificato per adattarsi a queste condizioni estreme. 4 In Thermoplasma volcanium , tuttavia, la maggior parte delle proteine coinvolte nella produzione di eme sono intatte. 4 La maggior parte archeobatteri girasi ipertermofilo utalizan inversa e topoisomerasi VI modificare il súperhelicidad del loro DNA, ma il genoma di del Thermoplasma volcanium girasi utilizzato e topoisomerasi I. 4 In questo modo, Thermoplasma volcanium può suggerire i meccanismi sottostanti adattamenti evolutivi Archea ha permesso di sopravvivere in ambienti caldi.

Per quanto riguarda Thermoplasma acidophilum

Thermoplasma volcanium è un parente stretto di Thermoplasma acidophilum . 1 Thermoplasma acidophilum è stato isolato dalle stesse bocche idrotermali acidi e fumarole Thermoplasma volcanium che indice stretta relazione tra i due e le loro caratteristiche estremofili . 1 Le due specie sono molto mobili, parete cellulare mancante, e hanno proteine come istoni controparti . Questo indica che entrambi sono stati prodotti dalla evoluzione divergente di eucarioti . 1 L’omologia tra il suo DNA è minima, causando i diferences tra le due specie. 1

Le ricerche

HU istone DNA-binding protein

I ricercatori Kawashima et al. Essi hanno dimostrato che il genoma Thermoplasma volcanium codifica del DNA della proteina istone e ha scoperto che unifica un segmento si chiama huptvo . 4 simili geni codificano proteine HU sono stati molti genomi batterici descubrido in, ed è componente essenziale del DNA batterico e funzioni metaboliche. 4 5 Ulteriori ricerche in questa proteina potrebbe aiutare a determinare le relazioni evolutive tra interazioni proteina-DNA nei batteri e di archeobatteri. 5 La capacità di Thermoplasma volcanium operare in ambienti aerobici e anaerobici hanno reso una parte importante della ricerca sulla ipotesi di endosimbiosi . 5

Possibilità di utilizzo nel campo delle biotecnologie

Estremofili caratteristiche e la mancanza di una parete cellulare permette Thermoplasma volcanium operare a temperature elevate e alti livelli di acidità. 1 4 Thermoplasma volcanium ha metabolismo anaerobico e respirazione può usare zolfo, che può essere usato commercialmente nelle miniere di carbone e l’ industria del petrolio per rimuovere il biossido di zolfo dal carbone. 1 La combustione del carbone è uno dei maggiori contributi di umanos all’anidride solforosa nell’atmosfera. Questo gas può formare composti nocivi quali l’acido solforico . 6 I batteri si sono dimostrati in grado di desolforazione (come Thermoplasma volcanium ) può essere individuato e utilizzato per identificare, isolare e clonare i geni e gli enzimi associati con la desolforazione . 6 Il livello di attività della desolforazione percorso deve essere aumentato se essere sfruttata per uso commerciale o ecologici. 6 Ciò potrebbe avvenire upregulation dell’espressione del relativo o aumentando il numero di copie di geni Estes. 6 anche potrebbe essere fatto aumentando la resa del percorso. 6 Se possibile sfruttare estremofilo dispone Thermoplasma volcanium quindi le operazioni industriali possono essere più efficienti e quindi producono meno di zolfo, il che significa meno piogge acide . Questo puediera anche fornire informazioni sul ruolo di zolfo nel riscaldamento globale .

Riferimenti

  1. ↑ Vai a:un b c d e f g h i j k l m n ñ o p q r s t u v w x e z aa ab ac annuncio ae af Segerer, Andreas; Langworthy, Thomas A.; Stetter, Karl O. (1988). “Acidophilum Thermoplasma e Thermoplasma volcanium sp. novembre da Solfatara Campi “. Sistematica e Microbiologia Applicata 10 (2): 161-171. doi : 10.1016 / S0723-2020 (88) 80.031-6 .
  2. ↑ Vai a:un b c d e f Darland, G. (1970). “Un mycoplasm acidofile termofili isolati da un carbone rifiutare mucchio”. Science 170 : 1416-1418. doi : 10.1126 / science.170.3965.1416 . PMID  5.481.857 .
  3. ↑ Vai a:un b c Kawashima, T. (1999). “Determinazione della sequenza completa del DNA genomico di Thermoplasma volcanium GSS1.” Atti dell’Accademia Giappone. Ser . B: fisici e biologici Scienze 75 (7): 213-218. doi :10,2183 / pjab.75.213 .
  4. ↑ Vai a:un b c d e f g h i j k l Kawashima, T; Amano, N; Koike, H (2000). “Adattamento archaeal a temperature più elevate rivelati da sequenza genomica di Thermoplasma volcanium” . Proceedings of the National Academy of Sciences 97 (26): 14257-62. doi : 10.1073 / pnas.97.26.14257 . PMC  18905 . PMID  11.121.031 .
  5. ↑ Vai a:un b c Orfaniotou, (2009) F. “La stabilità del HU archeali DNA-binding protein istone-simili da Thermoplasma volcanium.” Estremofili 13 : 1-10. doi : 10.1007 / s00792-008-0190-6 .
  6. ↑ Vai a:un b c d e Kilbane, John (1989). “Desolforazione del carbone: la soluzione microbica.” Trends in Biotecnologie 7 (4): 97-101. doi : 10,1016 / 0167-7799 (89) 90007-3 .