Краткие факты Научная классификация, Международное научное название ...
Sulfolobaceae
Sulfolobus, инфицированный вирусом Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 1 (STSV-1)[5][6][7][8]. В левой и нижней частях фотографии видны две вирусные частицы веретеновидной формы, отпочковывающиеся от клетки археи. Масштаб = 1 мкм
Представители Sulfolobaceae — грамотрицательныекокки неправильной формы, подвижные или неподвижные, формируют клеточные скопления. У видов рода Sulfolobus размеры клеток составляют 0,5—1 мкм в диаметре. Клетки Metallosphaera prunae имеют диаметр около 1 мкм, Acidianus — до 1,5 мкм, Stygiolobus — 0,5—1,8 мкм, Sulfurisphaera — 0,5—1,8 мкм[14]. Делениебинарное равное, может принимать вид почкования[15]. Клетки окружены одним S-слоемгликопротеиновой природы и снабжены пилями[11]. Кроме того, у представителей рода Sulfolobus наблюдается перитрихальное расположение жгутиков (жгутики архей ещё называют археллами)[16].
Геном представителей семейства Sulfolobaceae представлен одной хромосомой длиной от 2 до 3,5 мегабаз (миллионов пар оснований). Для видов рода Sulfolobus (S. solfataricus, S. islandicus, S. acidocaldarius, S. tokodaii), видов рода Methanosphaera (M. sedula, M. yellowstonensis) и Acidianus brierleyi известны полные геномные последовательности[17].
Для достижения времени удвоения в 4,5 ч у Sulfolobus необходимо добавление в среду сахаров, триптона и других сложных органических соединений; рост на соединениях серы гораздо более медленный[19].
Некоторые виды семейства, например, Sulfolobus acidocaldarius и S. tokodaii, выделят сульфолобицины — особые белки, подавляющие рост других представителей Sulfolobaceae[19].
Анализ последовательностей генов16S рРНК показал, что семейство Sulfolobaceae (единственное в порядке Sulfolobales) формируют отдельный кластер в классе Thermoprotei (единственному в типе кренархеот), отстоящий отдельно от других 4 порядков, наиболее близок к которому порядок Thermoproteales[20].
Классификация
На июнь 2017 года в семейство включают 6 родов[9][10]:
Род Acidianus[англ.]Segerer et al. 1986 emend. Plumb et al. 2007[syn.DesulfurolobusZillig and Böck 1987] (4—9 видов, 1 кандидат в виды). Сферические клетки, растущие при 65—95 °С (оптимум — 90 °С). Характерен низкий GC-состав — 31 %. Факультативные анаэробы. Могут использовать S0 как при аэробном, так и при анаэробном метаболизме. В анаэробных условиях источником энергии служит H2, а продуктом реакции — H2S[21]. Представители рода обитают в горячих источниках по всему миру[22].
Род Metallosphaera[англ.]Huber et al. 1989 (5—6 видов). Подвижные клетки, которые могут образовывать агрегаты. GC-состав 45%. Аэроб, факультативный хемолитотроф. Обитает на сульфидных рудах, а также на элементарной сере. Может использовать пептон[12]. Представители рода были выделены из гидротермальных источников и водоёмов, а также рудников Италии, Германии, Китая и Японии[22].
Род Stygiolobus[англ.]Segerer et al. 1991 (1 вид). Строгий аэроб, ацидофил, строгий хемолитотроф. Получает энергию при окислении молекулярного водорода серой до сероводорода[21]. GC-состав около 38%[23]. Единственный вид рода (St. azoricus) был выделен из сольфатаровых полей (англ.solfataric fields) на Азорских островах[24].
Род SulfodiicoccusSakai and Kurosawa 2017 (1 вид) — отсутствует в LPSN[англ.]. Единственный вид Sulfodiicoccus acidiphilus был выделен из горячего источника в Японии[25].
Род Sulfurisphaera[англ.]Kurosawa et al. 1998 (1 вид). Факультативные анаэробы, аэробный рост происходит на сложных органических субстратах, а аэробный подразумевает использование S0 и H2 с образованием H2S. GC-состав 33%[23]. Единственный вид рода Sulfurisphaera ohwakuensis был выделен из горячего источника в Японии[24].
Род SulfurococcusGolovacheva et al. 1995 (1 вид) — отсутствует в NCBI. Облигатные аэробы, окисляют S0 и сульфидные руды до серной кислоты. Все штаммы — факультативные гетеротрофы, характерен органотрофный рост на сложных органических субстратах и сахарах. GC-состав около 45%[23]. Единственный вид S. yellowstonensis был выделен в геотермальном источнике в Йеллоустонском национальном парке (США) и в кратере вулкана Узон (Камчатка, Россия)[26].
Филогения
Согласно анализу последовательностей генов 16S рРНК, семейство делится на шесть отдельных филогенетических групп, составляющих две ветви. Одна из ветвей образована двумя кластерами, соответствующим родам Metallosphaera и Acidianus. Вторая ветвь включает виды рода Sulfolobus: S. tokodaii и S. yangmingensis, а также вид Sulfurisphaera ohwakuensis, эти три вида формируют третью филогенетическую кладу. Четвёртая клада сформирована типовым видом рода Sulfolobus — S. acidocaldarius, а также видом Stygiolobus azoricus. В пятую кладу входят S. solfataricus и S. shibatae, по некоторым данным, в неё же входят виды S. islandicus и S. tengchongensis. В последнюю кладу входит только вид S. metallicus[20].
Представители рода Sulfolobus — модельные организмы из числа архей. Они также могут иметь биотехнологическое значение благодаря простоте выращивания (аэробные гетеротрофы). Они также могут быть использованы для крупномасштабной ферментации, кроме того, известны их геномные последовательности и многие биохимические особенности[27].
Robb F., Antranikian G., Grogan D., Driessen A. (Editors) (2007) "Thermophiles: Biology and Technology at High Temperatures", CRC Press, ISBN 978-0849392146, pp. 231-232
Krupovic et al. (2014) "Unification of the Globally Distributed Spindle-Shaped Viruses of the Archaea", Journal of Virology 88: 2354—2358 doi:10.1128/JVI.02941-13.
Hochstein R., Bollschweiler D., Engelhardt H., Lawrence C. M., Young M. (2015) "Large Tailed Spindle Viruses of Archaea: a New Way of Doing Viral Business", Journal of Virology 89(18): 9146—9149. doi:10.1128/JVI.00612-15.
Robb F., Antranikian G., Grogan D., Driessen A. (Editors) (2007) "Thermophiles: Biology and Technology at High Temperatures", CRC Press, ISBN 978-0849392146, pp. 231-232
Krupovic et al. (2014) "Unification of the Globally Distributed Spindle-Shaped Viruses of the Archaea", Journal of Virology 88: 2354—2358 doi:10.1128/JVI.02941-13.
Hochstein R., Bollschweiler D., Engelhardt H., Lawrence C. M., Young M. (2015) "Large Tailed Spindle Viruses of Archaea: a New Way of Doing Viral Business", Journal of Virology 89(18): 9146—9149. doi:10.1128/JVI.00612-15.