STREPTOMYCES GRISEUS: EGENSKAPER, LIVSCYKEL OCH ANVÄNDNING - BIOLOGI - 2025

Streptomyces griseus är en art av aeroba, grampositiva bakterier. Det tillhör gruppen Actinobacteria inom Actinomycetales ordning och familjen Streptomycetaceae.

De är vanliga bakterier i jorden. De har hittats i samband med växtrötterna i rhizosfären. Vissa stammar har också isolerats i prover av djupa marina vatten och sediment och i kustnära ekosystem.

Streptomyces griseus sett med ett svepelektronmikroskop. Författare: Docwarhol, från Wikimedia Commons. Denna art har förmåga att anpassa sig till en stor mångfald av ekosystem har genererat betydande genetisk variation som har försökt klassificeras i ekovar.

Denna art, som andra Streptomyces-arter, producerar ett stort antal sekundära metaboliter, vilket ger den stor kommersiell betydelse. Bland dem skiljer sig streptomycin (aminoglykosidantibiotikum), det första antibiotikumet som används effektivt mot tuberkulos.

egenskaper

S. griseus är en Gram-positiv aerob bakterie som producerar mycelier. Cellväggen är tjock och består huvudsakligen av peptidoglykan och lipider.

Denna art utvecklar både substrat och flygmycelier. Båda typerna av mycelium har en annan morfologi. Hyferna hos substratmyceliet kan vara 0,5 - 1 um i diameter. Luftmyceliet är trådformigt och lite grenat.

I kulturmedium har dessa mycelier olika grå nyanser. Koloniens baksida är grå-gulaktig. De producerar inte melaninpigment.

Sporkedjorna är likformiga och består av 10-50 sporer. Ytan på dessa är slät.

Arten använder glukos, xylos, mannitol eller fruktos som kolkälla. I kulturmedier med arabinos eller rhamnos observeras ingen kolonitillväxt.

Den optimala temperaturen för dess utveckling varierar mellan 25 - 35 ° C.

De växer i ett brett pH-värde mellan 5 och 11. Dock är dess tillväxt optimal i alkaliska miljöer med pH 9, varför det anses vara alkaliskt.

Genetik

Genomet S. griseus har fullständigt sekvenserats. Den har en linjär kromosom med mer än åtta miljoner baspar. Närvaron av plasmider har inte observerats.

Kromosomen har mer än 7000 ORF (RNA-sekvenser med öppen ram). För mer än 60% av dessa sekvenser är den funktion de uppfyller känd. GC-innehållet för S. griseus är ungefär 72%, vilket anses vara högt.

Sekundära metaboliter

De flesta arter av Streptomyces producerar ett stort antal sekundära metaboliter. Bland dessa hittar vi antibiotika, immunsuppressiva och enzymhämmare.

På samma sätt kan dessa bakterier producera några industriellt viktiga enzymer, såsom glukosisomeras eller transglutaminas.

I fallet med S. griseus är den viktigaste sekundära metaboliten streptomycin. Emellertid producerar denna organisme andra föreningar, såsom vissa typer av fenoler som är mycket effektiva för att kontrollera olika fytopatogena svampar.

taxonomi

Arten beskrevs först från jordisolat från ett område i Ryssland. Forskaren Krainsky 1914 identifierar den som Actinomyces griseus.

Senare kunde Waskman och Curtis isolera arten i olika jordprover i USA. 1943 föreslog Waskman och Henrici släktet Streptomyces baserat på morfologin och cellväggstypen för deras arter. Dessa författare placerar arten i denna släkt 1948.

Filogeni och synonymer

Tre underarter hade föreslagits för S. griseus. Emellertid har molekylära studier avslöjat att två av dessa taxor motsvarar arten S. microflavus.

Ur en fylogenetisk synvinkel bildar S. griseus en grupp med S. argenteolus och S. caviscabies. Dessa arter har stor likhet i förhållande till ribosomala RNA-sekvenser.

Baserat på jämförelsen av RNA-sekvenser har det varit möjligt att fastställa att vissa taxa som betraktas som andra arter än S. griseus har samma genetiska sammansättning.

Därför har dessa namn blivit synonym med arten. Bland dessa har vi S. erumpens, S. ornatus och S. setonii.

Biologisk cykel

Streptomyces-arter producerar två typer av mycel under deras utveckling. Substratmyceliet som utgör den vegetativa fasen och det luftmyceliet som ger upphov till sporerna

Bildning av substratmycelium

Detta har sitt ursprung efter sporrens grodd. Hyferna har en diameter på 0,5-1 um. Dessa växer från apisserna och utvecklar förgreningar och ger en komplex matris av hyfer.

Några fackdelar finns som kan presentera flera kopior av genomet. Under denna fas utnyttjar bakterierna de näringsämnen som finns i miljön för att samla biomassa.

När detta mycel utvecklas finns det celldöd i en del septa. I det mogna substratmyceliet växlar levande och döda segment.

När bakterierna utvecklas i marken eller i nedsänkta grödor är den vegetativa fasen dominerande.

Bildande av luftmycel

Vid ett tillfälle i koloniernas utveckling börjar ett mycel med färre grenar bildas. I S. griseus bildas långa filament som är väldigt lite grenade.

Den näring som krävs för bildandet av detta mycelium erhålls från lyseringen av substratmyceliumcellerna. I denna fas producerar arten de olika sekundära metaboliterna.

Sporbildning

I denna fas stoppar hyferna sin tillväxt och börjar fragmentera tvärgående. Dessa fragment förvandlas snabbt till rundade sporer.

Sporkedjor bildas bestående av cirka femtio celler. Sporerna är sfäriska till ovala, 0,8-1,7 um i diameter och med en slät yta.

tillämpningar

Den huvudsakliga användningen förknippad med S. griseus är produktionen av streptomycin. Detta är ett bakteriedödande antibiotikum. Det upptäcktes först 1943 av Albert Schatz i stammar av arten.

Streptomycin är en av de mest effektiva behandlingarna för att behandla tuberkulos orsakad av Mycobacterium tuberculosis.

Emellertid har S. griseus andra användningar. Arten producerar andra antibiotika, bland vilka är några som attackerar tumörer. Det producerar också kommersiellt använda proteolytiska enzymer, såsom pronaser. Dessa enzymer blockerar inaktivering av natriumkanaler.

Å andra sidan har det under de senaste åren fastställts att S. griseus producerar flyktiga ämnen från gruppen fenoler som kallas carvacrol. Denna substans har förmågan att hämma tillväxten av sporer och mycelier hos olika fytopatogena svampar.

referenser

1. Anderson A och E Wellington (2001) Taxonomin för Streptomyces och besläktade släkter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini och M Yaghoobi (2014) Biologisk kontroll av växtsvampsjukdomar med flyktiga ämnen i Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Brytning och polering av skatten i bakteriesläktet Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem, 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori och S Horinouchi (2008) Genomsekvens av den streptomycin-producerande mikroorganismen Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X och Y Huang (2010) Taxonomisk utvärdering av Streptomyces griseus clade med multilocus-sekvensanalys och DNA-DNA-hybridisering med förslag att kombinera 29 arter och tre underarter som 11 genomiska arter. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Tvåkomponentsystem och reglering av antibiotikaproduktion från Streptomyces coelicolor. Examensarbete för att få titeln doktor från University of Salamanca, Spanien. 188 sid.