Arsenophonus nasoniae - Arsenophonus nasoniae

Arsenophonus nasoniae
bilimsel sınıflandırma
Krallık:
Bakteri
Şube:
Proteobakteriler
Sınıf:
Gammaproteobacteria
Sipariş:
Enterobacterales
Aile:
Morganellaceae
Cins:
Arsenophonus

Gherna vd. 1991
Türler
Arsenophonus nasoniae[1]

Arsenophonus nasoniae önceden izole edilmiş bir bakteri türüdür. Nasonia vitripennis, bir tür parazitoid yaban arısı.[2] Bu eşek arıları, parazitik leş sineklerinin larvalarını etkileyen genelcilerdir. sinekler, ev sinekleri ve et uçar.[3] A. nasoniae filuma ait Proteobakteriler ve aile Morganellaceae Cins Arsenophonus ile yakın bir ilişkisi var Proteus (bakteri) yerine Salmonella ve Escherichia.[2] Cins oluşur gammaproteobakteriyel, ikincil endosymbionts hangileri gram negatif.[4] Hücreler kamçılı olmayan, olmayanhareketli, olmayanspor şekillendirme ve uzun ila çok biçim ipliksi çubuklar.[2] Hücresel bölünme, bölme.[2] İsim 'Arsenophonus nasoniae gen. nov., sp. kas. ' Bu nedenle, özellikleri ve mikrobiyal etkileşimi nedeniyle keşfedilen bakteri için önerilmiştir. N. vitripennis. Tür suşu A. nasoniae Suş SKI4'dür (ATCC 49151).[2]

İzolasyon ve genomik profilleme

Genomu A. nasoniae DNA tarafından gerçekleştirildi Pyrosequencing ve genom derlemesi. Birleştirilmiş taslak genom 3, 567, 128'den oluşuyordu baz çiftleri ve ikisinin bir karışımını içeriyordu kromozom dışı DNA ve bakteri kromozomları.[5] Filogenetik analizler en yakın sıralı akrabalarının A. nasoniae bu mu P. mirabilis ve P. luminescens.[5] Analizler ayrıca% 67'nin A. nasoniae açık okuma çerçeveleri vardı homolog cinslerdeki genler Proteus, Yersinia veya Photorhabdus. Ekstra kromozomal genomun analizi, bir grup varsayımsal plazmitler birkaç grubu kodlamak Tip IV pili genler; bunlardan yüksek homoloji gösteren gammaproteobacteria eşlenik transfer genleri.[5] Daha ileri filogenetik kullanarak analiz temel matris cinsin Arsenophonus oluşturur monofiletik clade.[6]

Bakteri açısından metabolizma, A. nasoniae yaban arısı konakçılarının sadece bir kısmında mevcuttur, bu nedenle bakterinin konakçı böceğin beslenmesine önemli ölçüde katkıda bulunma olasılığı düşüktür. A. nasoniae üzerinde büyüyebildi hücresiz ortam ancak ek besin desteği gerektiriyordu.[2] Bu bulgu, bakterinin muhtemelen çeşitli anahtarları elinde tuttuğunu ileri sürdü. metabolik yollar serbest yaşayan bakterilerde ortak; ancak bakterinin, konakçı ortamın (Nasonia vitripennis ) gerekli metabolitleri sağlar.[5]

A. nasoniae metabolizması için gen eksikliği prolin, histidin ve arginin. Histidin yolağının kaybı, çeşitli zorunlu parazitik bakteriler için tipiktir.[7] Genomik analiz gösterdi ki A. nasoniae için korunmuş genleri vardı ATP bağlayıcı kaset taşıyıcıları arginin için metiyonin ve prolin; bu nedenle bakterinin, bu amino asitleri çevresinden alarak azaltılmış biyo-sentetik yeteneklerini destekleyebileceğini öne sürüyor.[5] Diğer biyolojik yollara gelince, A. nasoniae böcek enfekte eden bakteri cinsinin genomları ile benzerlikler paylaşır, Wolbachia genomik analiz, nükleotid, ko-faktör, vitamin ve lipid metabolizmasında yer alan enzimleri ve proteinleri kodlayan genlerin korunmasına yönelik bir önyargı ortaya çıkarmıştır.[8]

Yaban arısında katil oğul özelliği

Mikroorganizmalar genellikle böcek türleri üzerinde etkiye sahiptir, burada bazı böcekler yerleşiklerin bulunmasını gerektirir. simbiyotik normal fizyolojik işlev için bakteriler.[9] Diğer durumlarda, enfekte olan bakteriler, doğal düşmanlara karşı böcek direnci sağlayabilir ve böylelikle böceklerin hayatta kalma oranlarına yardımcı olabilir.[5] Bazı simbiyotik bakterilerin böceklerle ilgili oynadığı olumlu rollerin aksine, konağı engelleyen çeşitli mikrobiyolojik etkileşimler vardır. Bu durumda bulaşıcı mikrop iletilir. dikey olarak ebeveynden çocuğa, ancak ev sahibi kondisyonunda bir azalmaya yol açar.[5] Bu eylem, ana bilgisayarların üreme biyolojisi dengesizliğe neden olmak gibi cinsiyet oranları içinde yavru.[5]

A. nasoniae anne tarafından miras alınır parazit enfekte olan bakteri parazitoid yaban arısı Türler Nasonia vitripennis.[10] Genetik olarak dişi yaban arısı yavruları diploid ve geliştir döllenmiş yumurtalar. Öte yandan erkekler haploid ve döllenmemiş yumurtalardan gelişir.[3] A. nasoniae Enfekte dişi eşek arıları tarafından üretilen erkek embriyoların yaklaşık% 80'inin ölümcül olmasına neden olan oğul öldürücü özelliği sergiler.[11] A. nasoniae annenin oluşumunun engellenmesine neden olur sentrozom erkekte N. vitripennis embriyolar. Maternal sentrozom bir organel erken erkek embriyonik gelişimi için özellikle gereklidir. Katil oğul özelliğinin eylemi A. nasoniae örgütlenmemiş sonuç mitotik iğler ve kurulmadan önce gelişimsel tutuklama somatik ev sahibi yaban arısının yavrularının cinsel kimliği.[12] Yaban arısı yavruları üzerindeki genel etki, erkek haploidin indüklenen öldürülmesidir. embriyolar; çarpık bir cinsiyet oranı dişi yavrulara doğru.[12][10][13]

Bakterinin bulaşması, sineğin orta enfeksiyonu yoluyla gerçekleşir. pupa ev sahibi. Bunun nedeni konağa yapılan enjeksiyondur. acı yaban arısı tarafından, daha sonra elde edilen A. nasoniae enfeksiyon sırasında larva yaban arısı besleme.[13] Bu bulaşma modu ayrıca bakteriyel enfeksiyonun hareket etmesine neden olur yatay olarak bireysel eşekarısı arasında N. vitripennis konakçı pupada ko-enfeksiyonu takiben popülasyonlar.[13] A. nasoniae daha sonra devam etmekte olduğundan dolayı konak yaban arısı popülasyonlarında tutulur. yatay iletim. A. nasoniae böcek ortakyaşları için alışılmadık bir durum olan, ev sahibi organizmanın dışında kolaylıkla kültürlenebilir. Bakterinin konakçı hücrelerin dışında yaşama yeteneği, birden fazla farklı konakçı organizma ve türün sömürülmesi için uyarlanabilir bir avantaj olabilir.[2]

Enfekte bir kadının kızlarının% 95'i katil-oğul özelliğini miras alır.[11] Çünkü erkek konakçılar için evrimsel bir çıkmaz A. nasoniaeSymbiont, enfekte yaban arısı konağının, enfekte olmamış bir konağa kıyasla daha fazla veya daha kaliteli dişi yavrular üretmesine neden olursa, kondisyonunu artıracaktır.[14] Bu nedenle erkeklerin öldürülmesi, enfekte olmuş dişilerin zindeliğinde artan bir artış sağlar, bu erkek öldürmeyen bakterilerle enfekte olmuş dişilere göre budur.[10] Erkek yavruları öldürerek dişi yavru için uyarlanabilir avantajlar arasında kardeşler tarafından kaynaklar için azaltılmış rekabet, azaltılmış akraba ve ölü erkek kardeşlerin tüketimi yoluyla yerel kaynakların daha fazla tüketilmesi.[15] Oğul öldürücü özelliğin yanı sıra, bakterinin neden olduğu enfeksiyonun konağı ölçülebilir şekilde etkilediği bulunmamıştır.[14]

Ev Sahibi Çeşitliliği

Çeşitli çalışmalar, çeşitliliğin Arsenophonus konakçı türler özellikle büyüktür ve bu cins Arsenophonus böcekleri enfekte eden en zengin ve en yaygın simbiyotik bakteri kümelerinden birini temsil eder.[16][6] Ana bilgisayar aralığındaki çeşitlilik A. nasoniae ve diğer türler bakteriyel bulaşma yollarıyla açıklanabilir; bakterinin hem dikey olarak hem de konakçı türleri arasında yatay gen aktarımı yoluyla iletilebilmesi.[16]

Enfeksiyon A. nasoniae cinsin diğer iki üyesi de dahil olmak üzere çeşitli diğer yaban arısı türlerinde tespit edilmiştir. Nasoniae, Nasonia longicornis ve Nasonia giraulti. Yaban arısı türlerinde de enfeksiyon tespit edildi Spalangia cameroni cinsin Spalangia ve türlerde Muscidifurax uniraptor cinsin Muscidifurax.[17] Dört türün hepsinde de erkeklerin öldürülmesi gözlenmiştir ve bu, A. nasoniae çeşitli farklı konakçı organizmaları enfekte etmek ve dikey ve yatay olarak aktarılmak için.[17] A. nasoniae ayrıca dahil olmak üzere çeşitli sinek türlerinde tespit edilmiştir Muscidifurax raptor ve Pachycrepoideus vindemmiae.[17] Mikroskobik çalışmalar ortaya çıkardı morfolojik olarak benzer ortakyaşlar -e A. nasoniae çeşitli kan emici dokulardan tritomin haşarat.[6] Cinsin birkaç üyesi Arsenophonus ayrıca bulaştığı tespit edildi sert tik Türler, yaprak bitleri, antlions, arılar, bit ve iki bitki türü.[6][18]

Ev sahibi enfeksiyonunun potansiyel bir yararı A. nasoniae potansiyel olarak nesli tükenmekte olan veya ekolojik olarak önemli türleri olumsuz etkileyen parazitlerdeki popülasyon boyutlarının azaltılması içindir.[19] Örneğin, parazitoid yaban arısının Pteromalus venustus yatay olarak enfekte oldu A. nasoniae. Bu yaban arısı, yonca yaprak kesen arı Megaşil rotundata. Enfeksiyonun katil-oğul özelliğini uyardığı gözlendi. P. venustusBu nedenle, erkek yaban arısı oranını azaltıyor ve dişi yavruların çiftleşme başarısını olumsuz yönde etkiliyor. Genel olarak, eylem A. nasoniae azaltmaya yardımcı olabilir P. venustus önemli veya nesli tükenmekte olan türlerin korunmasına ilişkin uygulama potansiyeli olan arı popülasyonu.[19]

Referanslar

  1. ^ LPSN lpsn.dsmz.de
  2. ^ a b c d e f g Gherna RL, Werren JH, Weisburg W, Cote R, Woese CR, Mandelco L, Brenner DJ (1991). "NOTLAR: Arsenophonus nasoniae gen. Nov., Sp. Nov., Parazitik Yaban Arısı Nasonia vitripennis'te Oğul Katil Özelliğinin Nedensel Ajanı". Uluslararası Sistematik ve Evrimsel Mikrobiyoloji Dergisi. 41 (4): 563–565. doi:10.1099/00207713-41-4-563.
  3. ^ a b Werren, John H .; Loehlin, David W. (Ekim 2009). "Parazitoid Wasp Nasonia: Haploid Erkek Genetiği ile Gelişmekte Olan Bir Model Sistem". Cold Spring Harbor Protokolleri. 2009 (10): pdb.emo134. doi:10.1101 / pdb.emo134. ISSN  1940-3402. PMC  2916733. PMID  20147035.
  4. ^ Trowbridge RE, Dittmar K, Whiting MF (Ocak 2006). "Yetişkin Hippoboscidae ve Streblidae'den (Hippoboscoidea) Arsenophonus- ve Photorhabdus-tipi bakterilerin tanımlanması ve filogenetik analizi". Omurgasız Patoloji Dergisi. 91 (1): 64–8. doi:10.1016 / j.jip.2005.08.009. PMID  16289111.
  5. ^ a b c d e f g h Darby AC, Choi JH, Wilkes T, Hughes MA, Werren JH, Hurst GD, Colbourne JK (Şubat 2010). "Arsenophonus nasoniae'nin genomunun özellikleri, yaban arısı Nasonia'nın oğul öldürücü bakteri". Böcek Moleküler Biyolojisi. 19 Özel Sayı 1: 75–89. doi:10.1111 / j.1365-2583.2009.00950.x. PMID  20167019.
  6. ^ a b c d Nováková, Eva; Hypša, Václav; Moran, Nancy A (2009). "Arsenophonus, geniş bir konukçu dağılımına sahip yeni ortaya çıkan bir hücre içi ortakyaşama türü". BMC Mikrobiyoloji. 9 (1): 143. doi:10.1186/1471-2180-9-143. ISSN  1471-2180. PMC  2724383. PMID  19619300.
  7. ^ Zientz E, Dandekar T, Gross R (Aralık 2004). "Zorunlu hücre içi bakterilerin ve bunların böcek konakçılarının metabolik karşılıklı bağımlılığı". Mikrobiyoloji ve Moleküler Biyoloji İncelemeleri. 68 (4): 745–70. doi:10.1128 / MMBR.68.4.745-770.2004. PMC  539007. PMID  15590782.
  8. ^ Wu M, Sun LV, Vamathevan J, Riegler M, Deboy R, Brownlie JC, ve diğerleri. (Mart 2004). "Üreme parazitinin filogenomiği Wolbachia pipientis wMel: mobil genetik unsurlar tarafından taşan aerodinamik bir genom". PLoS Biyolojisi. 2 (3): E69. doi:10.1371 / journal.pbio.0020069. PMC  368164. PMID  15024419.
  9. ^ Wernegreen, Jennifer J. (2017). "Böceklerin antik bakteri endosimiyonları: Bilgi kaynağı olarak genomlar ve araştırma için sıçrama tahtaları". Deneysel Hücre Araştırması. 358 (2): 427–432. doi:10.1016 / j.yexcr.2017.04.028. PMID  28454877.
  10. ^ a b c Balas MT, Lee MH, Werren JH (Kasım 1996). "Nasonia'daki oğul öldürücü bakterinin dağılımı ve zindelik etkileri". Evrimsel Ekoloji. 10 (6): 593–607. doi:10.1007 / bf01237709.
  11. ^ a b Skinner, S. W. (Nisan 1985). "Oğul katili: parazitoid yaban arısında cinsiyet oranını etkileyen üçüncü bir kromozom dışı faktör, Nasonia (= Mormoniella) vitripennis". Genetik. 109 (4): 745–759. ISSN  0016-6731. PMC  1202505. PMID  3988039.
  12. ^ a b Ferree, Patrick M .; Avery, Amanda; Azpurua, Jorge; Wilkes, Timothy; Werren, John H. (2008-09-23). "Bir bakteri, Nasonia'da erkekleri öldürmek için anneden miras kalan sentrozomları hedef alıyor". Güncel Biyoloji. 18 (18): 1409–1414. doi:10.1016 / j.cub.2008.07.093. ISSN  0960-9822. PMC  2577321. PMID  18804376.
  13. ^ a b c Huger AM, Skinner SW, Werren JH (Kasım 1985). "Parazitoid yaban arısı Nasonia (= Mormoniella) vitripennis (Hymenoptera: Pteromalidae) 'de oğul-öldürücü özellik ile ilişkili bakteri enfeksiyonları". Omurgasız Patoloji Dergisi. 46 (3): 272–80. doi:10.1016/0022-2011(85)90069-2. PMID  4067323.
  14. ^ a b Taylor GP, Coghlin PC, Floate KD, Perlman SJ (Mart 2011). "Pis sinek parazitioidlerinde erkek öldüren simbiont Arsenophonus nasoniae'nin konakçı aralığı". Omurgasız Patoloji Dergisi. 106 (3): 371–9. doi:10.1016 / j.jip.2010.12.004. PMID  21147118.
  15. ^ Hurst, G. D .; Jiggins, F.M. (2000). "Böceklerde erkek öldüren bakteriler: mekanizmalar, görülme sıklığı ve etkileri". Ortaya Çıkan Bulaşıcı Hastalıklar. 6 (4): 329–336. doi:10.3201 / eid0604.000402. ISSN  1080-6040. PMC  2640894. PMID  10905965.
  16. ^ a b Mouton, Laurence; Thierry, Magali; Henri, Hélène; Baudin, Rémy; Gnankine, Olivier; Reynaud, Bernard; Zchori-Fein, Einat; Becker, Nathalie; Fleury, Frédéric (2012-01-18). "Bemisia tabaci tür kompleksinin Arsenophonus simbiyonlarında çeşitlilik ve rekombinasyon kanıtı". BMC Mikrobiyoloji. 12 (Ek 1): S10. doi:10.1186 / 1471-2180-12-S1-S10. ISSN  1471-2180. PMC  3287507. PMID  22375811.
  17. ^ a b c Duron, Olivier; Wilkes, Timothy E .; Hurst, Gregory D. D. (Eylül 2010). "Ekolojik bir zaman ölçeğinde erkek öldüren bir bakterinin türler arası geçişi". Ekoloji Mektupları. 13 (9): 1139–1148. doi:10.1111 / j.1461-0248.2010.01502.x. ISSN  1461-0248. PMID  20545734.
  18. ^ Bohacsova, Monika; Mediannikov, Oleg; Kazimirova, Maria; Raoult, Didier; Sekeyova, Zuzana (2016-02-22). "Arsenophonus nasoniae ve Rickettsiae Parazitik Wasp Ixodiphagus hookeri'ye Bağlı Ixodes ricinus'un Enfeksiyonu". PLOS ONE. 11 (2): e0149950. doi:10.1371 / journal.pone.0149950. ISSN  1932-6203. PMC  4762546. PMID  26901622.
  19. ^ a b Göerzen, D.W .; Erlandson, MA (2018/05/01). "Kalkık parazitoid Pteromalus venustus Walker'ın (Hymenoptera: Pteromalidae) erkek öldürücü simbiont Arsenophonus nasoniae (Gamma-Proteobacteria: Enterobacteriaceae) ile enfeksiyonu". Omurgasız Patoloji Dergisi. 154: 24–28. doi:10.1016 / j.jip.2018.03.013. ISSN  0022-2011. PMID  29588209.

Dış bağlantılar