Myxococcus xanthus

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Myxococcus xanthus
M. xanthus development.png
Біологічна класифікація
Домен: Бактерії (Bacteria)
Тип: Proteobacteria
Клас: Delta Proteobacteria
Ряд: Myxococcales
Родина: Myxoccaceae
Рід: Myxococcus
Вид: M. xanthus
Біноміальна назва
Myxococcus xanthus
Beebe 1941

Myxococcus xanthusбактерія ряду Міксобактерії типу Протеобактерії. Myxococcus xanthus — облігатні аероби, що формують колонії жовтого коліру (лат. xanthus — «жовтий»). Ці бактерії відомі свєю «соціальною» поведінкою, вони часто полюють на інших бактерій, рухаючись разом у «стаї», пересуваючись за допомогою бактеріального ковзання (див. нижче), а при нестачі поживних речовин збираються разом і формують плодові тіла, де перетворюються на спори («міксоспори»), як і інші міксобактерії. M. xanthus є модельним організмом, який вивчається завдяки своїй складній соціальній поведінці та складному циклу розвитку.

Вегетативна поведінка[ред.ред. код]

Клітини Myxococcus xanthus звичайно живуть в грунті та на залишках органічних матеріалів. Звичайно вони живляться органічними сполукати мертвих організмів (тобто є сапрофітами), але також охотяться на інших мікроорганізмів. У останньому випадку вони нападають разом, як «стая», що дозволяє їм виділяти достатню кількість токснів та екзоензимів щоб вбити та розчинити жертву. Окремі клітини не з змозі цього зробити, і тільки можуть всмоктувати окремі органічні молекули — цукри та невеликі поліпептиди. Механізм організації стаї бактерій ще невідомий. Одним запропонованим механізмом, який, однак, описує не всі аспекти поведінки, є використання механізму дещо подібного до хемотаксису, але дещо відмінного, через те що ці бактерії живуть на поверхні, а не в рідині, та пересуваються дуже повільно. Тому замість розчинних сигнальних молекул для організації вони виділяють нерозчинні ліпіди, які і є сигналами для інших бактерій [1].

Цикл розвитку[ред.ред. код]

Плодові тіла на природній поверхні. Кожне жовте плодове тіло містить близько 100 тис. міксоспор.

Як тільки поживних резовин перестає вистачати, клітини починають складний цикл розвитку. Через 5-10 годин бактерії починають формувати агрегати, які ще через 5-10 годин перетворюються на плодові тіла. У цей момент сами бактерії починають перетворення на спори, на що витрачають ще 5-10 годин. Часто, якщо поживних речовин не вистачає навіть на те, щоб завершити цей процес, частина бактерії вмирає, звільнюючи поживні речовини у складі свого тіла, та дозволяючи решті завершити процес. Звичайно 40-80 % бактерій (залежно від штаму та від умов) все ж таки перетворюються на спори. Спори допомогають бактеріям пережити голодні періоди. Вони стійки до висушування, ультрафіолетового випромінювання, деяких хімічних агентів. Необхідність формувати плодові тіла викликана їх стайною поведінком, одна бактерія має набагато меньше шансів вижити, ніж стая, яка одразу формується із спор одного плодового тіла. Всі стадії розвитку регулюються цілим рядом секретованих (розчинних або нерозчинних) сигнальних молекул, що називаються «сигнал A», «сигнал B» і так далі [2]. Механізм формування плодових тіл все ще невідомий, але запропоновані механізми включають замедлення руху у районах високої цільності, що створює ефект конденсації, та механізм подібний до хетотаксису [3].

Рух[ред.ред. код]

Загальна назва систем руху бактерії Myxococcus xanthusбактеріальне ковзання, термін, який описує будь-яке пересування на твердій поверхні. Детальніше рух цих бактерій складається з двох незалежний механізмів. Перший називається S-рухом (від англ. social — «соціальний»), при цьому типі руху бактерії використовують ворсинки IV типу, які ефективно прикріплюються до деяких поверхонь та до інших клітин M. xanthus, що допомогає їм триматися разом [4]. Звідти і назва «соціальний рух». Другий механізм називається A-рухом (від англ. adventurous — «мандрівницький»), тобто бактерії «досліджують нові територій». Деталі цього механізму невідомі, відомо лише, що цей механізм вимагає виділення слизу, або у якості змазки, або для штовхання бактерії уперед подібно до ракети [5].

Структура геному[ред.ред. код]

Складність життєвого циклу М. xanthus можна побачини з його геному довжиною 9,14 MBp (млн пар основ), найбільший геном прокаріотів, секвентирований на сьогоднішній день. Цей геном був недавно секвентирований Інститутом Дослідження Геномів (TIGR) і зараз доступний через GenBank.

Можливе медичне значення[ред.ред. код]

Крім використання як модельний організм, М. xanthus також виробляє сотні потенційно цінних вторинних метаболітів. Під час охоти М. xanthus випускає понад 300 вторинних метаболітів, багато з них для розчинення клітин мікробів грунту, якими він годується. Відомо, багато хто з цих речовин має лікарські властивості. Наприклад, М. xanthus виробляє міксамід, антибіотик, який ефекивно діє проти дріжджів, гнилосних бактерій та ентеробактерій. М. xanthus також легко модіфікувати генетично, що дозволяє використання його для виробництва генетично змінених речовин. Поточна робота включає отримання від цієї бактерій Епотілону B, полікатіду, здібного до знищення ракових клітин деяких видів пухлин. Нарешті, М. xanthus може використовуватися для біологійної боротьби з шкідниками, знищуючи багато патогенних грибів та бактерій.

Посилання[ред.ред. код]

  1. Curtis P.D., R.Geyer, D.C.White, and L.J.Shimkets Novel lipids in Myxococcus xanthus and their role in chemotaxis // Enviromental Microbioljgy, 8 (11) (2006) С. 1935-1949.
  2. Kaiser D Signaling in myxobacteria // Annual review of microbiology, 58 (2004) С. 75-98.
  3. Sliusarenko, O., D. Zusman, G. Oster Aggregation during fruiting body formation in Myxococcus xanthus is driven by reducing cell movement // J. Bacteriology, (2007).
  4. Wall D, Kaiser D Type IV pili and cell motility // Molecular Microbilogy, 32 (1) (1999) С. 1-10.
  5. The hydration dynamics of polyelectrolyte gels with applications to cell motility and drug delivery // Eur. Biophys. J., 33 (2004) С. 146-158.