Firmicutes

Firmicutes eller Bacillota, är en stam av bakterier, av vilka de flesta har grampositiv cellväggs struktur.^[1] Omdöpningen av phyla som firmicutes 2021 är fortfarande kontroversiell bland mikrobiologer, av vilka många fortsätter att använda de tidigare namnen sedan länge i litteraturen.^[2]

Firmicutes
Bacillus subtilis, Gramfärgad
Systematik
Rike	Bakterier Bacteria
Vetenskapligt namn
§ Firmicutes
Klasser
Bacilli Clostridia Mollicutes

Namnet "Firmicutes" härleddes från de latinska orden för "tuff hud", som syftar på den tjocka cellväggen som är typisk för bakterier i denna filum. Forskare klassificerade en gång firmicutes till att inkludera alla grampositiva bakterier, men har nyligen definierat dem som en kärngrupp av besläktade former som kallas låg-G+C-gruppen, i motsats till Actinomycetota. De har runda celler, kallade kocker (singular coccus), eller stavliknande former (bacillus). Några få firmicutes, såsom Megasphaera, Pektinatus, Selenomonas och Zymophilus, har ett poröst pseudo-yttre membran som gör att de färgas gramnegativa.

Många firmicutes producerar endosporer, som är resistenta mot uttorkning och kan överleva extrema förhållanden. De finns i olika miljöer, och gruppen inkluderar några speciella patogener. De i en familj, heliobakterierna, producerar energi genom anoxygen fotosyntes. Firmicutes spelar en stor roll vid förstörelse av öl, vin och cider.

Klasser

Gruppen är vanligtvis uppdelad i Clostridia, som är anaeroba, och Baciller, som är obligat eller fakultativ aeroba.

På fylogenetiska träd visas de två första grupperna som parafyletiska eller polyfyletiska, liksom deras huvudsläkten, Clostridium och Bacill.^[3] Emellertid tros firmicutes som helhet allmänt vara monofyletisk eller parafyletisk med undantag för Mollicutes.^[4]

Fylogeni

Den för närvarande accepterade taxonomin baserad på List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN)^[5] och National Center for Biotechnology Information (NCBI).^[6]

16S rRNA based LTP_01_2022[7][8][9]

GTDB 07-RS207 by Genome Taxonomy Database[10][11][12]

Archaea Bacteria "Aquificida" "Synergistetes" Atribacterota Syntrophorhabdia Thermotomaculales Spirochaetota Firmicutes 3 ♦ Dictyoglomota "Caldicellulosiruptorales" "Thermosediminibacteria" [incl. "Ammonificales", DSM-22653] "Thermoanaerobacteria" [incl. Thermanaeromonas, Desulfovirgula] "FCB group" Firmicutes 2 ♦ "Sulfobacillia" "Thermaerobacteria" "Carboxydothermales" "Thermacetogeniales" Moorellales {"Moorellia"} "Calderihabitantales" "Koleobacterales" Zhaonellaceae "Desulfitibacterales" "Syntrophomonadia" Gelria ♦ "Symbiobacteriia" ♦ Actinomycetota Deinococcota "Melainabacteria" "Cyanobacteriota" Armatimonadota Chloroflexota Nitrospirota "Thermodesulfobiota" ♦ Elusimicrobiota "Halanaerobiia" ♦ Acidobacteriota Chitinivibrionia "Planctobacteria "Firmicutes" 1 ♦ Thermolithobacteria "Carboxydocellales" "Thermincolia" "Desulfofundulaceae" UBA4882 "Selenomonadia" Limnochordia "Desulfotomaculota" "Desulfotomaculia" "Desulfitobacteriia" "Peptococcia" "Dethiobacteria" "Natranaerobiia" "Clostridiia" (incl. Tissierellia) Fusobacteria {Fusobacteriota} Mycoplasmatota Acholeplasmatales Erysipelotrichia Mollicutes Bacilliia {Bacillota s.s.} "Proteobacteria" s.l. ♦ Paraphyletic Firmicutes

Firmicutes E "Symbiobacteriia" "Thermaerobacteria" "Sulfobacillia" Firmicutes G Limnochordia UBA4882 Bacillota s.s. "Bacillia" "Selenobacteria" Selenomonadia "Desulfotomaculota" "Carboxydocellales" {GCA-003054495} "Carboxydothermales" {Z-2901} "Thermincolia" "Desulfotomaculia" "Moorellia" "Syntrophomonadia" "Dehalobacteriia" "Peptococcia" "Desulfitobacteriia" Firmicutes D "Proteinivoracia" "Dethiobacteria" "Natranaerobiia" "Halanaerobiaeota" "Halanaerobiia" Firmicutes A "Thermosediminibacteria" "Thermoanaerobacteria" Clostridiia s.s.

Släkten

Mer än 274 släkten ansågs år 2016 finnas inom Bacillota-filen, särskilda släkten av "Firmicutes" är:

Bacilli, order Bacillales

• Bacillus
• Listeria
• Staphylococcus

Bacilli, order Lactobacillales

• Enterococcus
• Lactobacillus
• Leuconostoc
• Streptococcus

Clostridia

• Clostridioides
• Clostridium
• Selenomonas

Erysipelotrichia

• Erysipelothrix

Klinisk signifikans

Firmicutes utgör ca 30 procent av musen och människans tarmmikrobiom.^[13] Fylumet firmicutes som en del av tarmmikrobiotan har visat sig vara involverad i energiresorption och potentiellt relaterad till utvecklingen av diabetes och fetma.^{[14][15][16][17]} Inom tarmen hos friska vuxna människor är den vanligaste bakterien Faecalibacterium prausnitzii, som utgör 5 procent av det totala tarmmikrobiomet, medlem i firmicutes fylum. Denna art är direkt förknippad med minskad låggradig inflammation vid fetma.^[18] F. prausnitzii har hittats i högre nivåer i tarmarna hos överviktiga barn än hos icke-överviktiga barn.

I flera studier har en högre förekomst av firmicutes hittats hos överviktiga individer än i magra kontrollgrupper. En högre nivå av Lactobacillus (av firmicutes fylum) har hittats hos överviktiga patienter och i en studie, visade överviktiga patienter satta på viktminskningsdiet en minskad mängd firmicutes i sina tarmar.^[19]

Kostförändringar hos möss har också visat sig främja förändringar i överskott av firmicutes. En högre relativ förekomst av firmicutes sågs hos möss som utfordrades med västerländsk kost (hög fetthalt/hög sockerhalt) än hos möss som gavs en vanlig diet med låg fetthalt/hög polysackarid. Den högre mängden firmicutes var också kopplad till mer fetma och högre kroppsvikt hos möss.^[20] Dietförändringar hos möss har också visat sig främja förändringar i överskott av firmicutes. Specifikt var hos överviktig möss klassen Mollicutes (inom Firmicutes fylum) den vanligaste. När mikrobioten hos överviktiga möss med detta högre firmicutesöverskott transplanterades i tarmarna hos bakteriefria möss, fick de bakteriefria mössen en ökad mängd fett jämfört med de som transplanterades med mikrobioten hos magra möss med lägre firmicutesöverskott.^[21]

Förekomsten av Christensenella (firmicutes, i klass Clostridia), isolerad från mänsklig avföring, har visat sig korrelera med lägre kroppsmasseindex.^[22]

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Bacillota, 19 februari 2023.

Noter

1. "Firmicutes" at Dorland's Medical Dictionary
2. Robitzki, Dan (4 januari 2022). ”Newly Renamed Prokaryote Phyla Cause Uproar” (på engelska). The Scientist Magazine. https://www.the-scientist.com/news-opinion/newly-renamed-prokaryote-phyla-cause-uproar-69578. Läst 23 maj 2022.
3. ”Phylogeny of Firmicutes with special reference to Mycoplasma (Mollicutes) as inferred from phosphoglycerate kinase amino acid sequence data”. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54 (Pt 3): sid. 871–5. May 2004. doi:10.1099/ijs.0.02868-0. PMID 15143038. http://ijs.sgmjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=15143038.
4. Ciccarelli, FD (2006). ”Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life.”. Science 311 (5765): sid. 1283–1287. doi:10.1126/science.1123061. PMID 16513982. Bibcode: 2006Sci...311.1283C. http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/311/5765/1283.
5. J. P. Euzéby. ”Firmicutes”. Firmicutes. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). http://www.bacterio.cict.fr/classifphyla.html#Firmicutes.
6. Sayers. ”Firmicutes”. Firmicutes. National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Tree&id=1239&lvl=3&lin.
7. ”The LTP”. The LTP. https://imedea.uib-csic.es/mmg/ltp/#LTP.
8. ”LTP_all tree in newick format”. LTP_all tree in newick format. https://imedea.uib-csic.es/mmg/ltp/wp-content/uploads/ltp/Tree_LTP_all_01_2022.ntree. Arkiverad 4 september 2022 hämtat från the Wayback Machine.
9. ”LTP_01_2022 Release Notes”. LTP_01_2022 Release Notes. https://imedea.uib-csic.es/mmg/ltp/wp-content/uploads/ltp/LTP_01_2022_release_notes.pdf.
10. ”GTDB release 07-RS207”. Genome Taxonomy Database. https://gtdb.ecogenomic.org/about#4%7C.
11. ”bac120_r207.sp_labels”. Genome Taxonomy Database. https://data.gtdb.ecogenomic.org/releases/release207/207.0/auxillary_files/bac120_r207.sp_labels.tree.
12. ”Taxon History”. Genome Taxonomy Database. https://gtdb.ecogenomic.org/taxon_history/.
13. ”Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine”. Cell 124 (4): sid. 837–848. 2006. doi:10.1016/j.cell.2006.02.017. PMID 16497592.
14. ”Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity”. Nature 444 (7122): sid. 1022–1023. 2006. doi:10.1038/4441022a. PMID 17183309. Bibcode: 2006Natur.444.1022L.
15. Henig, Robin Marantz (13 augusti 2006). ”Fat Factors”. New York Times Magazine. https://www.nytimes.com/2006/08/13/magazine/13obesity.html?pagewanted=3&ei=5070&en=0c39c5880e4d7067&ex=1166850000. Läst 28 september 2008.
16. ”Obesity alters gut microbial ecology”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 (31): sid. 11070–11075. August 2005. doi:10.1073/pnas.0504978102. PMID 16033867. Bibcode: 2005PNAS..10211070L.
17. Komaroff AL. The Microbiome and Risk for Obesity and Diabetes. JAMA. Published online December 22, 2016. doi:10.1001/jama.2016.20099
18. Chakraborti, Chandra Kanti (15 November 2015). ”New-found link between microbiota and obesity”. World Journal of Gastrointestinal Pathophysiology 6 (4): sid. 110–119. doi:10.4291/wjgp.v6.i4.110. PMID 26600968.
19. Million, M.; Lagier, J.-C; Yahav, D.; Paul, M. (April 2013). ”Gut bacterial microbiota and obesity”. Clinical Microbiology and Infection 19 (4): sid. 305–313. doi:10.1111/1469-0691.12172. PMID 23452229.
20. Turnbaugh, Peter J. (17 April 2008). ”Diet-Induced Obesity Is Linked to Marked but Reversible Alterations in the Mouse Distal Gut Microbiome”. Cell Host & Microbe 3 (4): sid. 213–223. doi:10.1016/j.chom.2008.02.015. PMID 18407065.
21. Million, M. (April 2013). ”Gut bacterial microbiota and obesity”. Cell Microbiology and Infection 19 (4): sid. 305–313. doi:10.1111/1469-0691.12172. PMID 23452229.
22. Goodrich, Julia K.; Waters, Jillian L.; Poole, Angela C.; Sutter, Jessica L.; Koren, Omry; Blekhman, Ran; Beaumont, Michelle; Van Treuren, William; et al. (2014). ”Human Genetics Shape the Gut Microbiome”. Cell 159 (4): sid. 789–799. doi:10.1016/j.cell.2014.09.053. ISSN 0092-8674. PMID 25417156.

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Firmicutes.
  Bilder & media
• Phylum "Firmicutes" - J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature