STREPTOMYCES GRISEUS: EGENSKAPER, LIVSSYKLUS OG BRUK - BIOLOGI - 2026

Streptomyces griseus er en art av aerobe, gram-positive bakterier. Det tilhører gruppen Actinobacteria, innenfor Actinomycetales-ordenen og familien Streptomycetaceae.

De er vanlige bakterier i jorda. De er funnet i forbindelse med planterøtter i rhizosfæren. Noen stammer er også blitt isolert i prøver av dypt havvann og sedimenter og i kystøkosystemer.

Streptomyces griseus sett med et skanningselektronmikroskop. Forfatter: Docwarhol, fra Wikimedia Commons. Denne artens evne til å tilpasse seg et stort mangfold av økosystemer har generert betydelig genetisk variasjon som er forsøkt klassifisert i økovarer.

Denne arten, som andre Streptomyces-arter, produserer et stort antall sekundære metabolitter, noe som gir den stor kommersiell betydning. Blant dem skiller seg ut streptomycin (aminoglykosidantibiotikum), det første antibiotikumet som brukes effektivt mot tuberkulose.

kjennetegn

S. griseus er en Gram-positiv aerob bakterie som produserer mycelia. Celleveggen er tykk og består hovedsakelig av peptidoglycan og lipider.

Denne arten utvikler både underlag og luftig mycelia. Begge typer mycel har en annen morfologi. Hyferene til substratmyceliet kan være 0,5 - 1 um i diameter. Luftmyceliet er glødende og lite forgrenet.

I kulturmedium presenterer disse myceliene forskjellige gråtoner. Baksiden av kolonien er grå-gulaktig. De produserer ikke melaninpigmenter.

Sporkjedene er ensrettelige og består av 10-50 sporer. Overflaten på disse er glatt.

Arten bruker glukose, xylose, mannitol eller fruktose som en karbonkilde. I kulturmedier med arabinose eller rhamnose observeres ingen kolonivekst.

Den optimale temperaturen for dens utvikling varierer fra 25 - 35 ° C.

De vokser i et bredt spekter av pH, mellom 5 og 11. Imidlertid er dens vekst optimal i alkaliske miljøer med pH 9, og det er derfor det regnes som alkalisk.

genetikk

Genomet til S. griseus har blitt fullstendig sekvensert. Den har et lineært kromosom med mer enn åtte millioner basepar. Tilstedeværelsen av plasmider er ikke observert.

Kromosomet har mer enn 7000 ORF-er (åpen ramme-RNA-sekvenser). For mer enn 60% av disse sekvensene er funksjonen de utfører kjent. GC-innholdet for S. griseus er omtrent 72%, som regnes som høyt.

Sekundære metabolitter

De fleste Streptomyces-arter produserer et stort antall sekundære metabolitter. Blant disse finner vi antibiotika, immunsuppressiva og enzymhemmere.

På samme måte er disse bakteriene i stand til å produsere noen industrielt viktige enzymer, så som glukoseisomerase eller transglutaminase.

Når det gjelder S. griseus, er den viktigste sekundære metabolitten streptomycin. Imidlertid produserer denne organismen andre forbindelser, så som visse typer fenoler som er veldig effektive til å kontrollere forskjellige fytopatogene sopp.

Taksonomi

Arten ble først beskrevet fra jordisolater fra et område i Russland. Forskeren Krainsky i 1914 identifiserer det som Actinomyces griseus.

Senere kunne Waskman og Curtis isolere arten i forskjellige jordprøver i USA. I 1943 foreslo Waskman og Henrici slekten Streptomyces basert på morfologien og celleveggtypen til deres art. Disse forfatterne plasserer arten i denne slekten i 1948.

Filogeni og synonymer

Tre underarter hadde blitt foreslått for S. griseus. Imidlertid har molekylære studier avslørt at to av disse taxaene tilsvarer arten S. microflavus.

Fra et fylogenetisk synspunkt danner S. griseus en gruppe med S. argenteolus og S. caviscabies. Disse artene har stor likhet i forhold til ribosomale RNA-sekvenser.

Basert på sammenligningen av RNA-sekvenser, har det vært mulig å fastslå at noen taxa ansett som andre arter enn S. griseus har den samme genetiske sammensetningen.

Derfor har disse navnene blitt synonym med arten. Blant disse har vi S. erumpens, S. ornatus og S. setonii.

Biologisk syklus

Streptomyces-arter produserer to typer mycel under utviklingen. Substratmyceliet som utgjør den vegetative fasen og luftmyceliet som vil gi opphav til sporer

Dannelse av substratmycelium

Dette har sitt utspring etter spiring av sporen. Hyferene er 0,5-1 um i diameter. Disse vokser fra apices og utvikler forgreninger, produserer en kompleks matrise av hyfer.

Få avdelinger septa er til stede som kan presentere flere kopier av genomet. I denne fasen drar bakteriene fordel av næringsstoffene som er tilstede i miljøet for å akkumulere biomasse.

Når dette mycelet utvikler seg, er det celledød av en del septa. I det modne underlagsmyceliet veksler levende og døde segmenter.

Når bakteriene utvikler seg i jorden eller i nedsenkte avlinger, er den vegetative fasen dominerende.

Dannelse av luftig mycel

På et tidspunkt i utviklingen av koloniene begynner det å danne seg et mycel med færre grener. I S. griseus dannes lange filamenter som er veldig lite forgrenede.

Ernæringen som er nødvendig for dannelse av dette mycelium oppnås fra lysering av substratmyceliumceller. I denne fasen produserer arten de forskjellige sekundære metabolitter.

Sporedannelse

I denne fasen stopper hyfene veksten og begynner å fragmentere på tvers. Disse fragmentene forvandles raskt til avrundede sporer.

Sporkjeder dannes bestående av omtrent femti celler. Sporene er sfæriske til ovale, 0,8-1,7 um i diameter og med en jevn overflate.

applikasjoner

Den viktigste bruken forbundet med S. griseus er produksjon av streptomycin. Dette er et bakteriedrepende antibiotikum. Den ble først oppdaget i 1943 av Albert Schatz i stammer av arten.

Streptomycin er en av de mest effektive behandlingene for behandling av tuberkulose forårsaket av Mycobacterium tuberculosis.

Imidlertid har S. griseus andre bruksområder. Arten produserer andre antibiotika, blant dem er noen som angriper svulster. Den produserer også kommersielt brukte proteolytiske enzymer, for eksempel pronaser. Disse enzymene blokkerer inaktivering av natriumkanaler.

På den annen side har det de siste årene blitt bestemt at S. griseus produserer flyktige stoffer fra gruppen fenoler som kalles carvacrol. Dette stoffet har evnen til å hemme veksten av sporer og mycelier av forskjellige fytopatogene sopp.

referanser

1. Anderson A og E Wellington (2001) Taksonomien for Streptomyces og beslektede slekter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini og M Yaghoobi (2014) Biologisk kontroll av plantesoppsykdommer ved bruk av flyktige stoffer av Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Gruvedrift og polering av skatten i bakteriens slekt Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori og S Horinouchi (2008) Genesekvens av den streptomycin-produserende mikroorganismen Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X og Y Huang (2010) Taksonomisk evaluering av Streptomyces griseus clade ved bruk av multilokus-sekvensanalyse og DNA-DNA-hybridisering med forslag om å kombinere 29 arter og tre underarter som 11 genomiske arter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) To-komponentsystemer og regulering av antibiotikaproduksjon fra Streptomyces coelicolor. Avhandling for å oppnå tittelen doktor fra University of Salamanca, Spania. 188 s.