Spiroplazma -Spiroplasma

Spiroplazma
Spiro.jpg
Stunt kukurydziany Spiroplasma w komórkach łyka. Gruby przekrój (0,4 mikrometra) obserwowany w TEM. Powiększony 75 000X.
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:
Bakteria
Gromada:
Tenerykuty
Klasa:
Mollikute
Zamówienie:
Entomoplazmale
Rodzina:
Spiroplasmataceae
Rodzaj:
Spiroplazma
Klady

Spiroplasma to rodzaj Mollicutes , grupy małych bakterii bez ścian komórkowych . Spiroplasma dzieli prosty metabolizm , pasożytniczy tryb życia, morfologię kolonii smażonego jajka i mały genom innych Mollicutes , ale ma charakterystyczną spiralną morfologię, w przeciwieństwie do Mycoplasma . Ma spiralny kształt i porusza się ruchem korkociągowym. Wiele Spiroplasma znajduje się w jelitach lub hemolimfie owadów, gdzie mogą manipulować reprodukcją gospodarza lub bronić gospodarza jako endosymbionty. Spiroplasma są również czynnikami chorobotwórczymi w łyku roślin. Spiroplazmy to wybredne organizmy, które wymagają bogatej pożywki hodowlanej. Zazwyczaj dobrze rosną w 30 °C, ale nie w 37 °C. Kilka gatunków, w szczególności Spiroplasma mirum , dobrze rośnie w temperaturze 37 °C (temperatura ciała człowieka) i powoduje zaćmę i uszkodzenia neurologiczne u osesków myszy. Najlepiej zbadanymi gatunkami spiroplasma są Spiroplasma poulsonii , manipulator rozrodczy i obronny symbiont owadów , Spiroplasma citri , czynnik wywołujący uporczywą chorobę cytrusów , oraz Spiroplasma kunkelii , czynnik wywołujący karłowatość kukurydzy .

Chorobotwórczość człowieka

Istnieją pewne dowody na sporny roli spiroplasmas w etiologii z przenośnych encefalopatii gąbczastych (TSE), głównie z powodu prac Franka Bastian , podsumowane poniżej. Innym badaczom nie udało się powtórzyć tej pracy, natomiast model prionowy dla TSE zyskał bardzo szeroką akceptację. Badanie z 2006 roku wydaje się obalać rolę spiroplazm w najlepszym modelu trzęsawki małych zwierząt (chomiki). Bastian i in. (2007) odpowiedzieli na to wyzwanie izolacją gatunku spiroplazmy z tkanki zakażonej trzęsawką, hodowaniem jej w hodowli bezkomórkowej i wykazaniem jej zakaźności u przeżuwaczy.

Symbioza owadów

Wiele szczepów Spiroplasma jest przenoszonymi pionowo endosymbiontami gatunków Drosophila , z różnymi mechanizmami zmiany gospodarza podobnymi do Wolbachia . Szczepy te pochodzą z kladu Spiroplasma poulsonii i mogą mieć istotny wpływ na sprawność gospodarza. Poulsonii S. szczep Drosophila neotestacea chroni jego gospodarza przeciw nicieniom pasożytniczym. Ta interakcja jest przykładem symbiozy obronnej , w której sprawność symbionta jest misternie powiązana ze sprawnością gospodarza. D. neotestacea S. poulsonii chroni również jego gospodarza lotnego przed porażeniem pasożytniczych os. Mechanizm, dzięki któremu S. poulsonii ataki nicienie pasożytnicze osy polega na obecności toksyny zwane białka inaktywujące rybosomy (RIP), podobnym do sarcynę lub rycynowe . Toksyny te usuwają konserwatywne miejsce adeninowe w eukariotycznym 28s rybosomalnym RNA, zwane pętlą sarcyna-rycyna, rozszczepiając wiązanie N-glikozydowe między szkieletem rRNA a adeniną. Powiązania spiroplasma podkreślają rosnący ruch w kierunku uznania dziedzicznych symbiontów za ważne czynniki stymulujące wzorce ewolucji.

Poulsonii S. szczep Drosophila melanogaster mogą również zaatakować parazytoida osy, ale nie jest traktowane jako symbiont głównie obronnej. Jest tak, ponieważ w tym D. melanogaster Spiroplasma (zwany MSRO) zabija D. melanogaster zarodkach przez plemniki Y łożyska. Ten sposób manipulacji rozrodem przynosi korzyść symbiontowi, ponieważ samica muchy ma większą wydajność rozrodczą niż samce. Genetyczne podłoże tego zabijania mężczyzn zostało odkryte w 2018 roku, rozwiązując zagadkę, jak bakteria atakowała komórki specyficzne dla mężczyzn. W wywiadzie dla Globalnego Instytutu Zdrowia dr Toshiyuki Harumoto powiedział, że odkrycie to jest pierwszym przykładem bakteryjnego białka efektorowego, które wpływa na maszynerię komórkową gospodarza w sposób specyficzny dla płci, oraz pierwszym zidentyfikowanym czynnikiem endosymbiontowym wyjaśniającym przyczynę męskiego- zabicie. Powinna więc mieć duży wpływ na pola symbiozy, determinacji płci i ewolucji.

Poza Drosophila , Spiroplasma z apis , chrysopicola , citri , Mirum i poulsonii kladami znajdują się w wielu owadów i stawonogów, w tym pszczoły , mrówki , chrząszcze i motyle . Zabijanie samców występuje również w Spiroplasma biedronki Harmonia axyridis i motyla tygrysiego . W przypadku motyla zwyczajnego tygrysiego konsekwencje doprowadziły do specjacji .

Choroby roślin

Spiroplasma citri jest przyczyną uporczywej choroby cytrusów , choroby roślin dotykającej gatunki z rodzaju Citrus . Infekuje łyko zaatakowanej rośliny, powodując deformacje owoców. Spiroplasma kunkelii jest również określana jako Corn Stunt Spiroplasma, ponieważ jest czynnikiem sprawczym choroby kukurydzy , choroby kukurydzy i innych traw, która hamuje wzrost roślin. Spiroplasma kunkelii stanowi poważne ryzyko gospodarcze, ponieważ produkcja kukurydzy w Stanach Zjednoczonych jest przemysłem wartym ponad 50 miliardów dolarów. Zarówno Spiroplasma citri jak i Spiroplasma kunkelii są przenoszone przez skoczki .

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ a b Ballinger, Mateusz J.; Moore, Logan D.; Perlman, Steve J.; Stabb, Eric V. (31 stycznia 2018). „Ewolucja i różnorodność odziedziczonych symbiontów spiroplasma u mrówek Myrmica ” . Mikrobiologia stosowana i środowiskowa . 84 (4). doi : 10.1128/AEM.02299-17 . PMC  5795062 . PMID  29196290 .
  2. ^ Ług, RH; Mateusza, WB; Will, R. (czerwiec 1983). "Choroba Creutzfeldta-Jakoba". Czasopismo Nauk Neurologicznych . 59 (3): 349–353. doi : 10.1016/0022-510x(83)90020-5 . PMID  6348215 . S2CID  3558955 .
  3. ^ Aleksiejewa, I.; Elliotta, EJ; Rollins, S.; Gasparich, GE; Lazar, J.; Rohwer, RG (3 stycznia 2006). „Brak spiroplazmy lub innych bakteryjnych genów 16S rRNA w tkance mózgowej chomików ze scrapie” . Czasopismo Mikrobiologii Klinicznej . 44 (1): 91–97. doi : 10.1128/JCM.44.1.91-97.2006 . PKW  1351941 . PMID  16390954 .
  4. ^ Bastian, Frank O.; Sanders, Kochany E.; Forbes, Will A.; Hagius, Sue D.; Walker, Joel V.; Henk, William G.; Dobrze, Fred M.; Elzer, Philip H. (1 września 2007). „Spiroplasma spp. z zakaźnej gąbczastej encefalopatii mózgów lub kleszczy wywołują gąbczastą encefalopatię u przeżuwaczy” . Czasopismo Mikrobiologii Medycznej . 56 (9): 1235-1242. doi : 10.1099/jmm.0.47159-0 . PMID  17761489 .
  5. ^ Jaenike, J.; Unckless, R.; Cockburn, SN; Boelio, LM; Perlman SJ (8 lipca 2010). „Adaptacja przez symbiozę: Ostatnie rozprzestrzenianie się symbionta obronnego Drosophila”. Nauka . 329 (5988): 212-215. Kod Bibcode : 2010Sci...329..212J . doi : 10.1126/science.1188235 . PMID  20616278 . S2CID  206526012 .
  6. ^ Haselkorn, Tamara S.; Jaenike, John (lipiec 2015). „Makroewolucyjna trwałość dziedzicznych endosymbiontów: nabywanie, zatrzymywanie i ekspresja adaptacyjnych fenotypów w”. Ekologia molekularna . 24 (14): 3752–3765. doi : 10.1111/mec.13261 . PMID  26053523 . S2CID  206182327 .
  7. ^ a b Ballinger, Mateusz J.; Perlman, Steve J.; Hurst, Greg (6 lipca 2017). „Ogólność toksyn w symbiozie obronnej: białka dezaktywujące rybosomy i obrona przed pasożytniczymi osami u Drosophila” . PLOS Patogeny . 13 (7): e1006431. doi : 10.1371/journal.ppat.1006431 . PMC  5500355 . PMID  28683136 .
  8. ^ Jaenike, Jan; Stahlhut, Julie K.; Boelio, Lisa M.; Wujek Robert L. (styczeń 2010). „Stowarzyszenie między Wolbachia i Spiroplasma w Drosophila neotestacea: wschodzący symbiotyczny mutualizm?”. Ekologia molekularna . 19 (2): 414–425. doi : 10.1111/j.1365-294X.2009.04448.x . PMID  20002580 . S2CID  46063874 .
  9. ^ Koch, Hauke; Schmid-Hempel, Paul (29 listopada 2011). „Przekazywana społecznie mikroflora jelitowa chroni trzmiele przed pasożytem jelitowym” . Materiały Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych Ameryki . 108 (48): 1928-19292. Kod bib : 2011PNAS..10819288K . doi : 10.1073/pnas.1110474108 . PMC  3228419 . PMID  22084077 .
  10. ^ Harumoto, Toshiyuki; Lemaitre, Bruno (maj 2018). „Toksyna zabijająca mężczyzn w symbioncie bakteryjnym Drosophila” . Natura . 557 (7704): 252-255. Kod Bibcode : 2018Natur.557..252H . doi : 10.1038/s41586-018-0086-2 . PMC  5969570 . PMID  29720654 .
  11. ^ Papageorgiou, Nik (5 lipca 2018). „Tajemnica rozwiązana: białko bakteryjne, które zabija samce muszek owocowych” .
  12. ^ Tsushima, Yusuke; Nakamura, Kajo; Tagami, Yohsuke; Miura, Kazuki (kwiecień 2015). „Części kojarzeń i występowanie spiroplasma zabijania samców w Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae)” . Nauka entomologiczna . 18 (2): 217–220. doi : 10.1111/en.12113 . S2CID  83582284 .
  13. ^ Jiggins, FM; Hurst, GDD; Jigginsy, CD; Schulenburg, JHG vd; Majerusa, MĘŻCZYŹNI (2000). „Motyl Danaus chrysippus jest zarażony przez męską bakterię Spiroplasma”. Parazytologia . 120 (5): 439–446. doi : 10.1017/S0031182099005867 . PMID  10840973 . S2CID  34436795 .
  14. ^ Yokomi, Raymond K.; Mello, Alexandre FS; Saponari, Maria; Fletcher, Jacqueline (luty 2008). „Wykrywanie oparte na reakcji łańcuchowej polimerazy Spiroplasma citri związane z chorobą uporczywą cytrusów” . Choroba roślin . 92 (2): 253-260. doi : 10.1094/PDIS-92-2-0253 . PMID  30769379 .
  15. ^ „Zastosowanie wskaźników roślinności spektralnej do wykrywania inwazji omacnicy prosowianki w Iowa Corn Plots | Science Inventory | US EPA” . Cfpub.epa.gov . Źródło 2019-02-12 .
  16. ^ Ramírez, AS; Rosas, A.; Hernández-Beriain, JA; Orengo, JC; Saavedra, P.; de la Fe, C.; Fernández, A.; Poveda, JB (lipiec 2005). „Związek między reumatoidalnym zapaleniem stawów a Mycoplasma pneumoniae: badanie kliniczno-kontrolne” . Reumatologia . 44 (7): 912–914. doi : 10.1093/reumatologia/keh630 . PMID  15814575 .

Zewnętrzne linki