„Haloarcula marismortui“ – Versionsunterschied

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Versionsgeschichte interaktiv durchsuchen
[ungesichtete Version][gesichtete Version]
← Zum vorherigen VersionsunterschiedZum nächsten Versionsunterschied →
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
VisuellWikitext
ref PMC ID
Übersetzter Auszug aus en:Haloarcula
Zeile 1: Zeile 1:
<!-- Für Informationen zum Umgang mit dieser Vorlage siehe bitte [[Wikipedia:Taxoboxen]]. -->
{{Short description|Genus of archaea}}
{{Taxobox
{{Taxobox
| Taxon_Name =
| domain = [[Archaea]]
| Taxon_WissName = Haloarcula marismortui
| regnum = [[Euryarchaeota]]
| Taxon_Rang = Art
| phylum = [[Euryarchaeota]]
| Taxon_Autor = <small>(ex {{Person|Elazari-Volcani 1940) Oren}} ''et&nbsp;al''., 1990</small><ref name="NCBI_marismortui"/><ref name="Oren1990"/>
| classis = [[Halobacteria]]
| Taxon2_WissName = Haloarcula
| ordo = [[Halobacteriales]]
| Taxon2_Rang = Gattung
| familia = [[Halobacteriaceae]]
| Taxon3_WissName = Haloarculaceae
| genus = '''''Haloarcula'''''
| Taxon3_Rang = Familie
| genus_authority = Torreblanca ''et al.'' 1986 [[emendation (taxonomy)|emend.]] Oren et al. 2009<ref name=NCBI>See the [[National Center for Biotechnology Information|NCBI]] [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info&id=2237 webpage on Haloarcula]. Data extracted from the {{cite web | url=http://ftp.ncbi.nih.gov/pub/taxonomy/ | title=NCBI taxonomy resources | publisher=[[National Center for Biotechnology Information]] | access-date=2007-03-19}}</ref>
| Taxon4_WissName = Halobacteriales
| subdivision_ranks = [[Species (biology)|Species]]
| Taxon4_Rang = Ordnung
| subdivision =
| Taxon5_WissName = Halobacteria
* ''[[Haloarcula amylolytica|H. amylolytica]]''
| Taxon5_Rang = Klasse
* ''[[Haloarcula argentinensis|H. argentinensis]]''
| Taxon6_WissName = Euryarchaeota
* ''[[Haloarcula hispanica|H. hispanica]]''
| Taxon6_Rang = Abteilung
* ''[[Haloarcula japonica|H. japonica]]''
| Taxon7_Name = Archaeen
* ''[[Haloarcula marismortui|H. marismortui]]''
| Taxon7_WissName = Archaea
* ''[[Haloarcula quadrata|H. quadrata]]''
| Taxon7_Rang = Domäne
* ''[[Haloarcula vallismortis|H. vallismortis]]''
| Bild =
| Bildbeschreibung =
}}
}}


'''''Haloarcula marismortui''''' ist eine [[Art (Biologie)|Spezies]] (Art) [[mesophil]]er (mäßig [[thermophil]]er), aber extrem [[halophil]]er (salzliebender) roter [[Archaeen]] der [[Gattung (Biologie)|Gattung]] ''[[Haloarcula]]''.
== ''Haloarcula'' Genera<ref name=":0">{{Citation|last=Oren|first=Aharon|title=The Family Halobacteriaceae|date=2014|url=https://doi.org/10.1007/978-3-642-38954-2_313|work=The Prokaryotes: Other Major Lineages of Bacteria and The Archaea|pages=41–121|editor-last=Rosenberg|editor-first=Eugene|place=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|language=en|doi=10.1007/978-3-642-38954-2_313|isbn=978-3-642-38954-2|access-date=2021-11-17|editor2-last=DeLong|editor2-first=Edward F.|editor3-last=Lory|editor3-first=Stephen|editor4-last=Stackebrandt|editor4-first=Erko}}</ref> ==
Diese wird heute meist in eine neue [[Familie (Biologie)|Familie]] [[Haloarculaceae]] gestellt,<ref name=BacDive_5904"/><ref name="LPSN_marismortui"/><ref name="NCBI_marismortui"/> statt sie wie herkömmlich der Familie [[Halobacteriaceae]]<ref name="WoRMS"/> zuzuordnen (beide Familien gehören zur [[Ordnung (Biologie)|Ordnung]] [[Halobacteriales]] der [[Euryarchaeota]]).<ref name="Oren1990"/><ref name="MicrobeW_Marismortui"/><ref name="Baliga2004"/>
''Haloarcula'' species are extreme halophilic archaea. They are distinguished from other genera in the family Halobacteriaceae by the presence of specific derivatives of TGD-2 polar lipids. Currently, seven recognized species are in the genus: ''H. vallismortis'', ''H. marismortui'', ''H. hispanica'', ''H. japonica'', ''H. argentinensis'', ''H. mukohataei'', and ''H. quadrata''. ''H. quadrata'' was first isolated when researchers were attempting to culture ''[[Haloquadratum|Haloquadratum walsbyi]]'', a haloarchaeon that was thought to be unculturable until 2004. ''H. quadrata'' has predominantly flat, square-shaped, somewhat pleomorphic cells.<ref>{{Cite journal|last1=Oren|first1=A.|last2=Ventosa|first2=A.|last3=Gutierrez|first3=M. C.|last4=Kamekura|first4=M.|year=1999|title=''Haloarcula quadrata'' sp. nov., a square, motile archaeon isolated from a brine pool in Sinai (Egypt)|journal=International Journal of Systematic Bacteriology|volume=49|issue=3|pages=1149–1155|doi=10.1099/00207713-49-3-1149|pmid=10425773|doi-access=free}}</ref> H. marismortui has one of the only two [[Prokaryotic large ribosomal subunit|prokaryotic large ribosomal subunits]] which have so far been crystallized. The other one is [[Deinococcus radiodurans]].
Die Art wurde in den 1960er Jahren von Margaret Ginzburg ''et&nbsp;al''. im [[Totes Meer|Toten Meer]] isoliert (Referenzstamm ATCC:43049 alias DSM:3752)<ref name="NCBI_marismortui"/> und ursprünglich als ''Flavobacterium'' (Halobacterium) ''maris-mortui'' be&shy;schrie&shy;ben.<ref name="NCBI_marismortui"/><ref name="MicrobeW_Marismortui"/><ref name="Oren1990"/><ref name="Baliga2004"/>
''H. marismortui'' hat ein Temperaturoptimum zwischen 40 und 50&nbsp;°C und lebt in einem [[pH-Wert|pH-Bereich]] von 5,5-8,0.
Das Wachstum kann in einem weiten Bereich von [[Natriumchlorid|NaCl]]-Konzentrationen zwischen 5 und 35 % stattfinden (optimales Wachstum bei 15 bis 25 %).<ref name="Oren2014" />
Das Vorkommen von ''H. marismortui'' im Toten Meer bedeutet eine Umgebung mit hohem Salzgehalt, geringer Sauerstofflöslichkeit und hoher Lichtintensität.<ref name="Oren1990"/><ref name="MicrobeW_Marismortui"/>
Wie andere halophile Archaeen gedeiht ''H. marismortui'' in dieser extremen Umge&shy;bung auf&shy;grund ver&shy;schie&shy;dener An&shy;pas&shy;sungen in der [[Protein]]<nowiki/>struktur, den [[Stoffwechselweg]]en und den physio&shy;logischen Reaktionen.
Wegen dieser herausragenden Fähigkeit, in einer so extremen Umgebung zu überleben, war es von hoher Bedeutung, sein [[Genom]] zu [[DNA-Sequenzierung|sequenzieren]].
Es ist für eine derartige Umgebung nicht selbstverständlich, dass es Organismen gibt, die aufgrund von Anpassungen in der Lage sind, nicht nur zu überleben, sondern auch zu wachsen und sich zu vermehren.
Daher ist es wichtig zu verstehen, welche physio&shy;logischen Reaktionen einem solchen Organismus zu eigen sind.
Die Analyse des Genoms unterstützt bereits früher vorgeschlagene Merkmale halophiler Archaeen, wie das saure [[Proteom]] sowie eine besondere eigene Evolution ihrer Genomarchitektur.<ref name="MicrobeW_Marismortui"/>


''H. marismortui'' ist einer der wenigen [[Prokaryoten]], dessen große Untereinheit der [[rRNS|ribosomalen RNA]] ({{enS|large subunit, LSU}} der rRNA) bisher für Strukturanalysen kristallisiert wurde (neben ''[[Deinococcus radiodurans]]'').<ref name="MicrobeW_Marismortui"/>
''Haloarcula'' species grow optimally at 40–45&nbsp;°C. Growth appears in sheets of up to 65 cells often in the shape of a square or triangle.
Im Genom von ''H. marismortui'' wurde eine ungewöhnlich große Anzahl von regulatorischen [[Gen]]en gefunden, die eine Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen emöglichen,
Dies deutet auf eine noch höhere Fitness in extremen Umgebungen im Vergleich zu anderen Haloarchaeen hin.<ref name="Baliga2004" />
Ein besseres Verständnis der Genregulation, sowie die genauen Mechanismen der Protein-Protein- und Protein-DNA-Wechselwirkungen Interaktionen könnte einen Rahmen für künftige biotechnologische Anwendungen bieten.<ref name="MicrobeW_Marismortui"/>


''H. marismortui'' ist sehr eng mit der Schwesterspezies ''[[Haloarcula#Haloarcula vallismortis|H. vallismortis]]'' aus dem [[Kalifornien|kalifornischen]] Teil des [[Death Valley]] verwandt, unterscheidet sich aber in ihrer Zell[[morphologie (Biologie)]] und der Fähigkeit, verschiedene [[Zucker]] und andere Verbindungen zu nutzen.<ref name="MicrobeW_Marismortui"/>
== ''Haloarcula marismortui'' ==
'''Morphology'''


== Etymologie ==
''Haloarcula marismortui'' is a [[Gram-negative bacteria|Gram-negative]] [[Archaea|archaeon]] with a cell size of 1.0-2.x 2.0-3.0 μm (diameter x length). Cells are pleomorphic appearing as short rods to rectangles. ''H. marismortui'' is motile via [[archaellum]] and possesses a cell membrane that consists of triglycosyl, diether lipids, and glycoproteins.<ref name=":02">{{Citation|last=Oren|first=Aharon|title=The Family Halobacteriaceae|date=2014|url=https://doi.org/10.1007/978-3-642-38954-2_313|work=The Prokaryotes: Other Major Lineages of Bacteria and The Archaea|pages=41–121|editor-last=Rosenberg|editor-first=Eugene|place=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|language=en|doi=10.1007/978-3-642-38954-2_313|isbn=978-3-642-38954-2|access-date=2021-11-17|editor2-last=DeLong|editor2-first=Edward F.|editor3-last=Lory|editor3-first=Stephen|editor4-last=Stackebrandt|editor4-first=Erko}}</ref>
Der Gattungsname ''Haloarcula'' leitet sich ab von {{grcS|ἅλς|háls|de=Salz, Meer}},<ref>[[:wikt:Salz]]</ref> Genitiv halos; und von {{laS|arcula|en=small box|de=Kästchen}}; bedeutet also „Salz (benötigendes) Kästchen“.<ref name="LPSN"/>


Das Art-[[Epitheton]] ''marismortui'' leitet sich ab von {{laS|maris|de=des Meeres}} und {{lang|la|mortuus|de=tot}}, bedeutet somit „[[Totes Meer]]“.<ref name="LPSN_marismortui"/>
'''Metabolism'''


== Morphologie ==
''H. marismortui'' is an [[Aerobic organism|aerobic]] [[chemoorganotroph]] that utilizes glycolysis and a modified [[Entner–Doudoroff pathway|Entner-Doudaroff]] pathway for the breakdown of nutrients. ''H. marismortui'' utilizes energy sources such as glucose, sucrose, fructose, glycerol, malate, acetate & succinate while producing nitrogen, metabolic carbon, and acid as byproducts. Can also grow anaerobically by using nitrate as an electron acceptor.<ref name=":02" />
''H. marismortui'' ist ein rotes [[gramnegativ]]es Archaeon mit einer Zellgröße von 1.0-2.0 × 2.0-3.0&nbsp;[[Meter#µm|μm]] (Durchmesser × Länge).
Die Zellen sind [[pleomorph]] (unregelmäßig gestaltet) und erscheinen als kurze Stäbchen bis Rechtecke.
''H. marismortui'' ist über ein Archaellum (Archaeen-[[Flagellum|Geißel]]) beweglich und besitzt eine [[Zellmembran]], die aus Triglykosyl,<ref name="Kates1991"/> Dietherlipiden<ref name="DietherLipids">[https://avantilipids.com/product-category/phospholipids/ether-lipids/diether-lipids Diether Lipids], Avanti Polar Lipids</ref><ref name="Kates1991"/><ref name="Jain2014"/> und [[Glykoproteine]]n.<ref name="Oren2014"/>


== Metabolismus ==
'''Genomic Properties'''
''H. marismortui'' ist ein [[aerob]]er chemo[[organotroph]]er Organismus, der die [[Glykolyse]] und einen modifizierten [[Entner-Doudoroff-Weg]] für den Abbau von Nährstoffen nutzt.
Das Archaeon nutzt Energiequellen wie [[Glukose]], [[Saccharose]], [[Fruktose]], [[Glycerin]], [[Malat]], [[Acetat]] und [[Succinat]] und erzeugt [[Stickstoff]], metabolischen [[Kohlenstoff]] und Säure als Nebenprodukte. Es kann auch [[anaerob]] wachsen, indem es [[Nitrat]] als [[Elektronenakzeptor]] nutzt.<ref name="Oren2014" />


== Genom, Ökologie und mögliche Anwendungen ==
The genome of ''H. marismortui'' is organized into nine circular [[Replicon (genetics)|replicons]], in which individual G+C content varies from 54 to 62%.<ref name=":1">{{Cite journal|last=Baliga|first=Nitin S.|last2=Bonneau|first2=Richard|last3=Facciotti|first3=Marc T.|last4=Pan|first4=Min|last5=Glusman|first5=Gustavo|last6=Deutsch|first6=Eric W.|last7=Shannon|first7=Paul|last8=Chiu|first8=Yulun|last9=Weng|first9=Rueyhung Sting|last10=Gan|first10=Rueichi Richie|last11=Hung|first11=Pingliang|date=2004-11-01|title=Genome sequence of Haloarcula marismortui: A halophilic archaeon from the Dead Sea|url=https://genome.cshlp.org/content/14/11/2221|journal=Genome Research|language=en|volume=14|issue=11|pages=2221–2234|pmc=525680 | doi=10.1101/gr.2700304|issn=1088-9051|pmid=15520287}}</ref> ''H. marismortui'' contains 4,366 genes and 4,274,642 base pairs (Strain ATCC 43049).<ref>{{Cite web|title=Haloarcula marismortui|url=https://www.ncbi.nlm.nih.govhttps//www.ncbi.nlm.nih.gov/data-hub/taxonomy/2238|access-date=2021-11-22|website=NCBI|language=en}}</ref>
Das [[Genom]] von ''H. marismortui'' ist in neun zirkulären [[Replikon]]s organisiert, deren individueller [[G+C-Gehalt]] zwischen 54 und 62 % schwankt.<ref name="Baliga2004"/>
Das Genom enthält insgesamt 4.274.642 [[Basenpaar]]e, entsprechend 4.366 [[Gen]]en (Referenzstamm ATCC:43049).<ref name="NCBI_marismortui"/>


Die DNA [[Genetischer Code|kodiert]] für eine große [[Proteinfamilie|Familie]] von Proteinen mit mehreren [[Proteindomäne|Domänen]], die als Sensoren und Regulatoren fungieren, darunter die [[Opsin]]<nowiki/>proteine „Sop I & II, Hop, & Bop“.
== Ecology ==
Diese Proteine tragen dazu bei, physiologische Ionenkonzentrationen aufrechtzuerhalten, die [[Phototaxis]] zu erleichtern und chemische Energie über einen [[Protonengradient]]en zu erzeugen.<ref name="Baliga2004"/>
'''Habitat'''
Offenbar besitzt ''H. marismortui'' über 100 „Ökoparaloge“, d.&nbsp;h. Gene, die unter Umweltstress (verschiedener Art jeweils) dieselbe Funktion ausüben, was zur Aufrechterhaltung des Systems zur Umweltanpassung beiträgt.
Das Genom kodiert für eine große Familie von Multidomänen-Proteinen, die als Umwelt&shy;regulatoren und -sensoren fungieren.<ref name="Baliga2004" />
Beispielsweise haben mehrere Gene einen Einfluss auf die Temperaturkontrolle (''rrnA''/''rrnB''/''rrnC'') und die Zellmotilität, d.&nbsp;h. Bewegungsfähigkeit (''FlaA2'' & ''FlaB'').<ref name="Syutkin2014"/>
Dies ermöglicht ''H. marimortui'' das Überleben unter sehr unter&shy;schied&shy;lichen Umwelt&shy;be&shy;dingungen.


Diese hohe Anpassungsfähigkeit an die Umwelt macht ''H. marismortui'' zu einem idealen Kandidaten für die kommende Forschung zur [[Bioremediation]] mit dem Potenzial, seine Umweltsensorik-Gene für die Umweltsanierung zu nutzen.<ref name="Baliga2004"/>
''Haloarcula'' species are found in neutral saline environments such as [[Salt lake|salt lakes]], marine salterns, and saline soils. Like other members of the family Halobacteriaceae, ''Haloarcula'' requires at least 1.5 M NaCl for growth, but grow optimally in 2.0 to 4.5 M NaCl.<ref name="NCBI2">See the [[National Center for Biotechnology Information|NCBI]] [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info&id=2237 webpage on Haloarcula]. Data extracted from the {{cite web|title=NCBI taxonomy resources|url=http://ftp.ncbi.nih.gov/pub/taxonomy/|access-date=2007-03-19|publisher=[[National Center for Biotechnology Information]]}}</ref> ''Haloarcula marismortui'' is considered an [[Halophile|extreme halophile]] and has been isolated from the Dead Sea.<ref name=":1" /> ''H. marismortui'' has a temperature optima between 40 and 50°C and a pH range of 5.5-8.0. Growth can occur at a wide range of NaCl concentrations spanning 5-35% with optimal growth between 15 and 25%.<ref name=":02" /> The unusually large number of environmental regulatory genes found within the ''H. marismortui'' genome suggests higher fitness in extreme environments compared to other species of ''Halobacterium''.<ref name=":1" />


== Einzelnachweise ==
'''Environmental-Adaptability'''
<references responsive>


<ref name=BacDive_5904">
''H. marismortui'' encodes a large family of [[Protein domain|multi-domain]] proteins(49) that act as sensors and regulators including [[Opsin]]<nowiki/>proteins "Sop I & II, Hop, & Bop". These proteins help maintain physiological ion concentrations, facilitate [[phototaxis]], and generate chemical energy via a [[Electrochemical gradient|proton gradient]].<ref name=":1" /> ''H. marismortui'' is believed to possess over 100 ecoparalogs, genes that perform the same function under environmental stress, that helps maintain its system of environmental adaptability. Multiple genes were found to have a factor on temperature control (rrnA/B/C) and cell motility (FlaA2 & FlaB).<ref>{{Cite journal|last=Syutkin|first=Alexey S.|last2=Pyatibratov|first2=Mikhail G.|last3=Galzitskaya|first3=Oxana V.|last4=Rodríguez-Valera|first4=Francisco|last5=Fedorov|first5=Oleg V.|date=2014-03-01|title=Haloarcula marismortui archaellin genes as ecoparalogs|url=https://doi.org/10.1007/s00792-013-0619-4|journal=Extremophiles|language=en|volume=18|issue=2|pages=341–349|doi=10.1007/s00792-013-0619-4|issn=1433-4909}}</ref> ''H. marismortui'' encodes a large family of multidomain proteins (49) that act as environmental regulators and sensors.<ref name=":1" /> This allows ''H. marimortui'' to survive in highly variable environmental conditions.
[https://bacdive.dsmz.de/strain/5904 ''Haloarcula marismortui'' Halobacterium of the Dead Sea i&#x200B;s a mesophilic archaeon of the family Haloarculaceae], [[Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen]] (DSMZ), dsmz.de
</ref>


<ref name="LPSN">
== Future Research ==
[[LPSN]]: [https://lpsn.dsmz.de/genus/haloarcula ''Haloarcula'' Torreblanca ''et&nbsp;al''. 1986], [[Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen]] (DSMZ), dsmz.de
High environmental adaptability makes ''H. marismortui'' an ideal candidate for future bioremediation research with the potential of utilizing its environmental sensory genes in environmental clean up.<ref name=":1" />
</ref>


<ref name="LPSN_marismortui">
==References==
[[LPSN]]: [https://lpsn.dsmz.de/species/halobacterium-marismortui "''Halobacterium marismortui''" Elazari-Volcani 1957], [[Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen]] (DSMZ), dsmz.de
</ref>


<ref name="MicrobeW_Marismortui">
{{Reflist|1}}
MicrobeWiki: [https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Haloarcula_Marismortui Haloarcula Marismortui<!--sic!-->]
</ref>


<ref name="NCBI_marismortui">
==Further reading==
[[National Center for Biotechnology Information|NCBI]]: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info&id=2238 ''Haloarcula marismortui'' (ex Elazari-Volcani 1940) Oren et&nbsp;al. 1990] (species); graphisch: [http://lifemap-ncbi.univ-lyon1.fr/?tid=2238 Haloarcula marismortui], auf: Lifemap NCBI Version.
*{{ cite journal |vauthors=Torreblanca M, Rodriquez-Valera F, Juez G, Ventosa A, Kamekura M, Kates M | date = 1986 | title = Classification of non-alkaliphilic halobacteria based on numerical taxonomy and polar lipid composition, and description of ''Haloarcula gen. nov.'' and ''Haloferax gen.nov'' | journal = Syst. Appl. Microbiol. | volume = 8 | issue = 1–2 | pages = 89&ndash;99 | doi=10.1016/s0723-2020(86)80155-2}}
</ref>
* {{ cite journal |vauthors=Oren A, Ventosa A | date = 2000 | title = International Committee on Systematic Bacteriology Subcommittee on the taxonomy of Halobacteriaceae. Minutes of the meetings, 16 August 1999, Sydney, Australia | journal = Int. J. Syst. Evol. Microbiol. | volume = 50 | issue = 3 | pages = 1405&ndash;1407 | pmid = 10843089 | doi=10.1099/00207713-50-3-1405| doi-access =free }}
* {{ cite journal |vauthors=Javor B, Requadt C, Stoeckenius W | date = 1982 | title = Box-shaped halophilic bacteria | journal = J. Bacteriol. | volume = 151 | pages = 1532&ndash;1542 | pmid = 6286602 | issue = 3 | doi = 10.1128/jb.151.3.1532-1542.1982 | pmc = 220435}}


<ref name="WoRMS">
{{Taxonomic references|taxon=Haloarcula}}
[[WoRMS]]: [https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=559471 ''Haloarcula'' (Torreblanca, Rodriquez-Valera, Juez, Ventosa, Kamekura & Kates, 1986) emend. Oren, Arahal & Ventosa, 2009]
</ref>


<!------------------------------------------------------------------------->
==External links==


<ref name="Baliga2004">
{{Taxonomic links|microbe=yes|NCBI_taxID=2237|taxoname=Haloarcula|LSPN_letter=h|LSPN_taxoname=haloarcula}}
{{Cite journal |last=Baliga |first=Nitin S. |last2=Bonneau |first2=Richard |last3=Facciotti |first3=Marc T. |last4=Pan |first4=Min |last5=Glusman |first5=Gustavo |last6=Deutsch |first6=Eric W. |last7=Shannon |first7=Paul |last8=Chiu |first8=Yulun |last9=Weng |first9=Rueyhung Sting |last10=Gan |first10=Rueichi Richie |last11=Hung |first11=Pingliang |date=2004-11-01 |title=Genome sequence of Haloarcula marismortui: A halophilic archaeon from the Dead Sea|url=https://genome.cshlp.org/content/14/11/2221 |journal=Genome Research |language=en |volume=14 |issue=11 |pages=2221&#x200B;—2234 |pmc=525680 |doi=10.1101/gr.2700304 |issn=1088-9051 |pmid=15520287}}
*[http://bacdive.dsmz.de/index.php?search=Haloarcula&submit=Search ''Haloarcula'' at Bac''Dive'' - the Bacterial Diversity Metadatabase]
</ref>


<ref name="Jain2014">
{{Taxonbar|from=Q5643348}}
Samta Jain, Antonella Cafori, Arnold J.&nbsp;M. Driessen: [https://www.researchgate.net/publication/269715459_Biosynthesis_of_archaeal_membrane_ether_lipids Biosynthesis of archaeal membrane ether lipids]. In: Frontiers in Microbiology, Band 5, Nr.&nbsp;641, November 2014; [[doi:10.3389/fmicb.2014.00641]], PMID 25505460. Siehe insbes. [https://www.researchgate.net/figure/Structures-of-archaeal-lipids-A-Diether-lipids-archaeol-with-modifications-in-chain_fig1_269715459 Fig.&nbsp;5].
</ref>


<ref name="Kates1991">
[[Category:Archaea genera]]
M. Kates, N. Moldoveanu: [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-3730-4_23 Polar Lipid Structure, Composition and Biosynthesis in Extremely Halophilic Bacteria]. In: General and Applied Aspects of Halophilic Microorganisms, NATO ASI Series book series (NSSA), Band 201, Plenum Press, New York 1991, S.&nbsp;191-198; [[doi:10.1007/978-1-4615-3730-4_23]].
</ref>


<ref name="Oren1990">
Aharon Oren, Margaret Ginzburg, B.&nbsp;Z. Ginzburg, L.&nbsp;I. Hochstein, B.&nbsp;E. Volcani: [https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/00207713-40-2-209 ''Haloarcula marismortui'' (Volcani) sp. nov., nom. rev., an Extremely Halophilic Bacterium from the Dead Sea]. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Bacteriology, Band 40, Nr.&nbsp;2, 1. April 1990, S.&nbsp;209-210; [[doi:10.1099/00207713-40-2-209]], PMID 11536469.
</ref>


<ref name="Oren2014">
{{archaea-stub}}
{{Cite book |author=Aharon Oren; Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt (Hrsg.) |title=The Family Halobacteriaceae. <span style="font-style:normal;">In:</span> The Prokaryotes: Other Major Lineages of Bacteria and The Archaea |date=2014 |url=https://doi.org/10.1007/978-3-642-38954-2_313 |pages=41–121 |publisher=Springer Berlin, Heidelberg |language=en |doi=10.1007/978-3-642-38954-2_313 |isbn=978-3-642-38954-2 |access-date=2021-11-17 }}
</ref>

<ref name="Syutkin2014">
{{Cite journal |last=Syutkin |first=Alexey S. |last2=Pyatibratov |first2=Mikhail G. |last3=Galzitskaya |first3=Oxana V. |last4=Rodríguez-Valera |first4=Francisco |last5=Fedorov |first5=Oleg V. |date=2014-03-01 |title=Haloarcula marismortui archaellin genes as ecoparalogs |url=https://doi.org/10.1007/s00792-013-0619-4 |journal=Extremophiles |language=en |volume=18 |issue=2 |pages=341–349 |doi=10.1007/s00792-013-0619-4 |issn=1433-4909 }}
</ref>

</references>

[[Kategorie:Archaeen]]
[[Kategorie:Archaea]]

Version vom 7. Februar 2022, 10:50 Uhr

Haloarcula marismortui
Systematik
Abteilung: Euryarchaeota
Klasse: Halobacteria
Ordnung: Halobacteriales
Familie: Haloarculaceae
Gattung: Haloarcula
Art: Haloarcula marismortui
Wissenschaftlicher Name
Haloarcula marismortui
(ex Elazari-Volcani 1940) Oren et al., 1990[1][2]

Haloarcula marismortui ist eine Spezies (Art) mesophiler (mäßig thermophiler), aber extrem halophiler (salzliebender) roter Archaeen der Gattung Haloarcula. Diese wird heute meist in eine neue Familie Haloarculaceae gestellt,[3][4][1] statt sie wie herkömmlich der Familie Halobacteriaceae[5] zuzuordnen (beide Familien gehören zur Ordnung Halobacteriales der Euryarchaeota).[2][6][7] Die Art wurde in den 1960er Jahren von Margaret Ginzburg et al. im Toten Meer isoliert (Referenzstamm ATCC:43049 alias DSM:3752)[1] und ursprünglich als Flavobacterium (Halobacterium) maris-mortui be­schrie­ben.[1][6][2][7] H. marismortui hat ein Temperaturoptimum zwischen 40 und 50 °C und lebt in einem pH-Bereich von 5,5-8,0. Das Wachstum kann in einem weiten Bereich von NaCl-Konzentrationen zwischen 5 und 35 % stattfinden (optimales Wachstum bei 15 bis 25 %).[8] Das Vorkommen von H. marismortui im Toten Meer bedeutet eine Umgebung mit hohem Salzgehalt, geringer Sauerstofflöslichkeit und hoher Lichtintensität.[2][6] Wie andere halophile Archaeen gedeiht H. marismortui in dieser extremen Umge­bung auf­grund ver­schie­dener An­pas­sungen in der Proteinstruktur, den Stoffwechselwegen und den physio­logischen Reaktionen. Wegen dieser herausragenden Fähigkeit, in einer so extremen Umgebung zu überleben, war es von hoher Bedeutung, sein Genom zu sequenzieren. Es ist für eine derartige Umgebung nicht selbstverständlich, dass es Organismen gibt, die aufgrund von Anpassungen in der Lage sind, nicht nur zu überleben, sondern auch zu wachsen und sich zu vermehren. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche physio­logischen Reaktionen einem solchen Organismus zu eigen sind. Die Analyse des Genoms unterstützt bereits früher vorgeschlagene Merkmale halophiler Archaeen, wie das saure Proteom sowie eine besondere eigene Evolution ihrer Genomarchitektur.[6]

H. marismortui ist einer der wenigen Prokaryoten, dessen große Untereinheit der ribosomalen RNA (englisch large subunit, LSU der rRNA) bisher für Strukturanalysen kristallisiert wurde (neben Deinococcus radiodurans).[6] Im Genom von H. marismortui wurde eine ungewöhnlich große Anzahl von regulatorischen Genen gefunden, die eine Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen emöglichen, Dies deutet auf eine noch höhere Fitness in extremen Umgebungen im Vergleich zu anderen Haloarchaeen hin.[7] Ein besseres Verständnis der Genregulation, sowie die genauen Mechanismen der Protein-Protein- und Protein-DNA-Wechselwirkungen Interaktionen könnte einen Rahmen für künftige biotechnologische Anwendungen bieten.[6]

H. marismortui ist sehr eng mit der Schwesterspezies H. vallismortis aus dem kalifornischen Teil des Death Valley verwandt, unterscheidet sich aber in ihrer Zellmorphologie (Biologie) und der Fähigkeit, verschiedene Zucker und andere Verbindungen zu nutzen.[6]

Etymologie

Der Gattungsname Haloarcula leitet sich ab von altgriechisch ἅλς háls, deutsch ‚Salz, Meer‘,[9] Genitiv halos; und von lateinisch arcula, deutsch ‚Kästchen‘, englisch small box; bedeutet also „Salz (benötigendes) Kästchen“.[10]

Das Art-Epitheton marismortui leitet sich ab von lateinisch maris ‚des Meeres‘ und mortuus ‚tot‘, bedeutet somit „Totes Meer“.[4]

Morphologie

H. marismortui ist ein rotes gramnegatives Archaeon mit einer Zellgröße von 1.0-2.0 × 2.0-3.0 μm (Durchmesser × Länge). Die Zellen sind pleomorph (unregelmäßig gestaltet) und erscheinen als kurze Stäbchen bis Rechtecke. H. marismortui ist über ein Archaellum (Archaeen-Geißel) beweglich und besitzt eine Zellmembran, die aus Triglykosyl,[11] Dietherlipiden[12][11][13] und Glykoproteinen.[8]

Metabolismus

H. marismortui ist ein aerober chemoorganotropher Organismus, der die Glykolyse und einen modifizierten Entner-Doudoroff-Weg für den Abbau von Nährstoffen nutzt. Das Archaeon nutzt Energiequellen wie Glukose, Saccharose, Fruktose, Glycerin, Malat, Acetat und Succinat und erzeugt Stickstoff, metabolischen Kohlenstoff und Säure als Nebenprodukte. Es kann auch anaerob wachsen, indem es Nitrat als Elektronenakzeptor nutzt.[8]

Genom, Ökologie und mögliche Anwendungen

Das Genom von H. marismortui ist in neun zirkulären Replikons organisiert, deren individueller G+C-Gehalt zwischen 54 und 62 % schwankt.[7] Das Genom enthält insgesamt 4.274.642 Basenpaare, entsprechend 4.366 Genen (Referenzstamm ATCC:43049).[1]

Die DNA kodiert für eine große Familie von Proteinen mit mehreren Domänen, die als Sensoren und Regulatoren fungieren, darunter die Opsinproteine „Sop I & II, Hop, & Bop“. Diese Proteine tragen dazu bei, physiologische Ionenkonzentrationen aufrechtzuerhalten, die Phototaxis zu erleichtern und chemische Energie über einen Protonengradienten zu erzeugen.[7] Offenbar besitzt H. marismortui über 100 „Ökoparaloge“, d. h. Gene, die unter Umweltstress (verschiedener Art jeweils) dieselbe Funktion ausüben, was zur Aufrechterhaltung des Systems zur Umweltanpassung beiträgt. Das Genom kodiert für eine große Familie von Multidomänen-Proteinen, die als Umwelt­regulatoren und -sensoren fungieren.[7] Beispielsweise haben mehrere Gene einen Einfluss auf die Temperaturkontrolle (rrnA/rrnB/rrnC) und die Zellmotilität, d. h. Bewegungsfähigkeit (FlaA2 & FlaB).[14] Dies ermöglicht H. marimortui das Überleben unter sehr unter­schied­lichen Umwelt­be­dingungen.

Diese hohe Anpassungsfähigkeit an die Umwelt macht H. marismortui zu einem idealen Kandidaten für die kommende Forschung zur Bioremediation mit dem Potenzial, seine Umweltsensorik-Gene für die Umweltsanierung zu nutzen.[7]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e NCBI: Haloarcula marismortui (ex Elazari-Volcani 1940) Oren et al. 1990 (species); graphisch: Haloarcula marismortui, auf: Lifemap NCBI Version.
  2. ↑ a b c d Aharon Oren, Margaret Ginzburg, B. Z. Ginzburg, L. I. Hochstein, B. E. Volcani: Haloarcula marismortui (Volcani) sp. nov., nom. rev., an Extremely Halophilic Bacterium from the Dead Sea. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Bacteriology, Band 40, Nr. 2, 1. April 1990, S. 209-210; doi:10.1099/00207713-40-2-209, PMID 11536469.
  3. ↑ Haloarcula marismortui Halobacterium of the Dead Sea i​s a mesophilic archaeon of the family Haloarculaceae, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ), dsmz.de
  4. ↑ a b LPSN: "Halobacterium marismortui" Elazari-Volcani 1957, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ), dsmz.de
  5. ↑ WoRMS: Haloarcula (Torreblanca, Rodriquez-Valera, Juez, Ventosa, Kamekura & Kates, 1986) emend. Oren, Arahal & Ventosa, 2009
  6. ↑ a b c d e f g MicrobeWiki: Haloarcula Marismortui
  7. ↑ a b c d e f g Nitin S. Baliga, Richard Bonneau, Marc T. Facciotti, Min Pan, Gustavo Glusman, Eric W. Deutsch, Paul Shannon, Yulun Chiu, Rueyhung Sting Weng, Rueichi Richie Gan, Pingliang Hung: Genome sequence of Haloarcula marismortui: A halophilic archaeon from the Dead Sea. In: Genome Research. 14. Jahrgang, Nr. 11, 1. November 2004, ISSN 1088-9051, S. 2221​—2234, doi:10.1101/gr.2700304, PMID 15520287, PMC 525680 (freier Volltext) – (englisch, cshlp.org).
  8. ↑ a b c Aharon Oren; Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt (Hrsg.): The Family Halobacteriaceae. In: The Prokaryotes: Other Major Lineages of Bacteria and The Archaea. Springer Berlin, Heidelberg, 2014, ISBN 978-3-642-38954-2, S. 41–121, doi:10.1007/978-3-642-38954-2_313 (englisch, doi.org [abgerufen am 17. November 2021]).
  9. ↑ wikt:Salz
  10. ↑ LPSN: Haloarcula Torreblanca et al. 1986, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ), dsmz.de
  11. ↑ a b M. Kates, N. Moldoveanu: Polar Lipid Structure, Composition and Biosynthesis in Extremely Halophilic Bacteria. In: General and Applied Aspects of Halophilic Microorganisms, NATO ASI Series book series (NSSA), Band 201, Plenum Press, New York 1991, S. 191-198; doi:10.1007/978-1-4615-3730-4_23.
  12. ↑ Diether Lipids, Avanti Polar Lipids
  13. ↑ Samta Jain, Antonella Cafori, Arnold J. M. Driessen: Biosynthesis of archaeal membrane ether lipids. In: Frontiers in Microbiology, Band 5, Nr. 641, November 2014; doi:10.3389/fmicb.2014.00641, PMID 25505460. Siehe insbes. Fig. 5.
  14. ↑ Alexey S. Syutkin, Mikhail G. Pyatibratov, Oxana V. Galzitskaya, Francisco Rodríguez-Valera, Oleg V. Fedorov: Haloarcula marismortui archaellin genes as ecoparalogs. In: Extremophiles. 18. Jahrgang, Nr. 2, 1. März 2014, ISSN 1433-4909, S. 341–349, doi:10.1007/s00792-013-0619-4 (englisch, doi.org).
Abgerufen von „https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Haloarcula_marismortui&oldid=219954303“