Galdieria sulphuraria -Galdieria sulphuraria

Galdieria sulphuraria
Научная классификация редактировать
(без рейтинга): Архепластида
Разделение: Родофита
Класс: Cyanidiophyceae
Заказ: Цианидиалы
Семья: Galdieriaceae
Род: Galdieria
Разновидность:
G. sulphuraria
Биномиальное имя
Galdieria sulphuraria
Мерола, 1982 г.

Galdieria sulphuraria является Н. экстремофильными одноклеточные видами из красных водорослей . Именно типовой вид этого рода Galdieria . Он известен своими широкими метаболическими возможностями, включая фотосинтез и гетеротрофный рост на более чем 50 различных внеклеточных источниках углерода. Члены класса Cyanidiophyceae являются одними из самыхизвестных ацидофильных фотосинтезирующих организмов, а условия роста G. sulphuraria - pH от 0 до 4 и температура до 56 ° C - одни из самых экстремальных, известных для эукариот . Анализ его генома предполагает, что его термоацидофильная адаптация происходит в результате горизонтального переноса генов от архей и бактерий , что является еще одной редкостью среди эукариот.

История и систематика

Опубликованные описания термоацидофильных одноклеточных водорослей относятся к середине 19 века. Самое раннее описание организма, соответствующего современной G. sulphuraria, было опубликовано в 1899 г. итальянским ученым А. Галдиери, давшим ему название Pleurococcus sulphurarius . Таксономия из thermoacidophilic водорослей была пересмотрена в 1982 году, который представил род Galdieria и дал организму его современное обозначение. G. sulphuraria - типовой вид для этого рода.

Группа Cyanidiophyceae , к которой принадлежит G. sulphuraria , представляет собой наиболее сильно разветвленную подгруппу родофитов (красных водорослей), что означает, что они были первыми в истории эволюции этой группы.

Метаболизм

G. sulphuraria известна своей чрезвычайной метаболической гибкостью: она способна к фотосинтезу, а также может гетеротрофно расти на самых разных источниках углерода, включая разнообразные углеводы . Сообщается о более чем 50 различных источниках углерода, поддерживающих рост. Тщательные измерения характера его роста в лабораторных условиях показывают, что это не настоящий миксотроф, способный использовать оба источника энергии одновременно; скорее, он предпочитает гетеротрофные условия роста и подавляет фотосинтез после длительного воздействия внеклеточных источников углерода. Анализ комплекса фотосистемы I G. sulphuraria , ключевого фотосинтетического компонента, предполагает промежуточную структуру между гомологичными комплексами цианобактерий и растений .

Хотя большинство красных водорослей используют флоридовый крахмал в качестве запасающего глюкана , G. sulphuraria использует очень необычную форму гликогена, который является одним из самых сильно разветвленных известных гликогенов, имеет очень короткие ветви и образует частицы с необычно низкой молекулярной массой . Считается, что эти свойства являются метаболической адаптацией к экстремальным условиям окружающей среды, хотя точный механизм неясен.

Среда обитания и экология

G. sulphuraria необычно для эукариотов своей термоацидофильностью, то есть способностью расти как при высокой температуре, так и при низком pH . Он хорошо растет в диапазоне pH от 0 до 4 и при температурах до 56 ° C, близких к примерно 60 ° C, которые иногда называют наиболее вероятным максимумом для жизни эукариот. Он также очень устойчив к высоким концентрациям солей и токсичных металлов. Он встречается в естественно кислых горячих источниках , в сольфатарной среде и в загрязненной среде; Он также встречается в эндолитических экосистемах , где мало света и особенно важны его гетеротрофные метаболические способности. Лабораторные тесты показывают, что он способен активно подкислять окружающую среду.

Геном

Sulphuraria Г. геном содержит доказательство обширного горизонтального переноса генов (HGT) из thermoacidophilic архебактерий и бактерий , объясняя происхождение его адаптации к этой среде. По крайней мере, 5% его протеома , вероятно, происходит из HGT. Это очень необычно для эукариот; существует относительно немного хорошо обоснованных примеров HGT от прокариот до эукариот.

Геном его митохондрий также исключительно мал и имеет очень высокую асимметрию GC , в то время как геном его пластид имеет нормальный размер, но содержит необычное количество структур типа « стебель-петля» . Предполагается, что оба эти свойства являются адаптацией к полиэкстремофильной среде организма. По сравнению с Cyanidioschyzon merolae - одноклеточной термоацидофильной красной водорослью, которая обязательно фотоавтотрофна, - геном G. sulphuraria содержит большое количество генов, связанных с метаболизмом углеводов и межмембранным транспортом.

Биотехнологии

Из-за своей способности переносить экстремальные условия окружающей среды и расти в самых разных условиях G. sulphuraria был рассмотрен для использования в проектах по биоремедиации . Например, он был протестирован на способность извлекать драгоценные металлы , извлекать редкоземельные металлы и удалять фосфор и азот из различных потоков отходов.

Рекомендации

Внешние ссылки