ترموس ترموفیلوس
| ترموس ترموفیلوس | |
|---|---|
| رده‌بندی علمی | |
| فرمانرو: | |
| شاخه: | |
| رده: | |
| راسته: | |
| تیره: | |
| سرده: | |
| گونه: | T. thermophilus
|
| نام دوبخشی | |
| Thermus thermophilus | |
ترموس ترموفیلوس (Thermus thermophilus)، یک باکتری گرم-منفی است که در طیف وسیعی از کاربردهای بیوتکنولوژیکی، از جمله به‌عنوان یک ارگانیسم مدل برای دستکاری ژنتیکی، ژنومیک ساختاری و زیست‌شناسی سیستم‌ها استفاده می‌شود. این باکتری، بسیار گرمادوست است و دمای رشد مطلوب آن، حدود ۶۵ درجه سلسیوس (۱۴۹ درجه فارنهایت) است. این باکتری، در ابتدا از آب یک چاه گرمابی در یک چشمه آب‌گرم در ایزو، ژاپن جدا شد.[۱] همچنین مشخص شده‌است که این ارگانیسم در تجزیهٔ مواد آلی در مرحلهٔ ترموژنیک تهیهٔ کمپوست، مهم است.[۲] ترموفیلوس، به چندین سویه طبقه‌بندی می‌شود که سویه‌های HB8 و HB27 بیشترین استفاده را در محیط‌های آزمایشگاهی دارند. تجزیه و تحلیل ژنوم این سویه‌ها به‌طور مستقل در سال ۲۰۰۴ تکمیل شد.[۳]
ویژگی‌ها
ترموس ترموفیلوس یک باکتری گرم-منفی با غشای خارجی است که از فسفولیپیدها و لیپوپلی‌ساکاریدها تشکیل شده‌است. این باکتری همچنین دارای یک لایهٔ نازک پپتیدوگلیکان (مورئین) است، در این لایه ۲۹ موروپپتید وجود دارد که بیش از ۸۵٪ از کل لایه مورئین را تشکیل می‌دهد. ترکیب و پل‌های متقابل پپتیدی موجود در این لایهٔ مورئین، مشابه باکتری‌های گرم-مثبت است، اما مقدار، درجهٔ پیوند متقابل و طول زنجیرهٔ گلیکان به این باکتری، خواص گرم-منفی می‌دهد.[۴]
مکانیسم‌های بقا
ترموفیلوس در ابتدا در یک چاه گرمابی در ژاپن یافت شد. این باکتری را می‌توان در انواع محیط‌های زمین‌گرمایی یافت. این باکتری‌ها به سیستم ترمیم دی‌ان‌ای دقیق‌تری نیاز دارند، زیرا دی‌ان‌ای در دماهای بالا، ناپایدار می‌شود. محتوای GC (گوانین و سیتوزین) این باکتری حدود ۶۹ درصد است که به پایداری حرارتی ژنوم این باکتری کمک می‌کند.[۵]
سویه‌ها
دو سویه پرکاربرد در محیط‌های آزمایشگاهی HB27 و HB8 هستند. سویه HB27 قادر به زندگی در محیط‌های هوازی یا بی‌هوازی است. ژنومی دارد که از یک کروموزوم اصلی (با طول ۱٫۸۹ میلیون باز) و همچنین یک مگاپلاسمید به‌نام pTT27 (با طول ۰٫۲۳ میلیون باز) تشکیل شده‌است.[۶] کروموزوم HB27 حاوی ۱۹۶۸ ژن کدکنندهٔ پروتئین است که ۲۰ درصد از این ژن‌ها، هیچ عملکرد شناخته‌شده‌ای ندارند. در حالی‌که مگاپلاسمید حاوی ۲۳۰ ژن کدکنندهٔ پروتئین است، حدود ۳۹ درصد از این ژن‌ها عملکرد شناخته‌شده‌ای ندارند.[۶]
سویه HB8 نیز یک ارگانیسم هوازی است و یک ارگانیسم مدل برای زیست‌شناسی سیستم‌ها است. این سویه، ژنومی متشکل از یک پلاسمید به نام pTT8 (با طول ۹٫۳ هزار باز)، که با یک کروموزوم (با طول ۱٫۸۵ میلیون باز) جفت شده‌است، و همچنین یک مگاپلاسمید، به‌نام pTT27 (با ۰٫۲۶ میلیون باز) دارد.[۷]
کاربردها
این باکتری، در زمینه‌های بیوتکنولوژی صنعتی سودمند بوده‌است زیرا منبع عالی آنزیم‌ها و به‌طور خاص، ترموزیم‌ها است. یکی از این آنزیم‌ها، دی‌ان‌ای پلیمراز rTth است. این آنزیم، یک دی‌ان‌ای پلیمراز گرمادوست نوترکیب مقاوم در برابر حرارت است که از ترموس ترموفیلوس، مشتق شده‌است. این آنزیم، با فعالیت بهینه در ۷۰–۸۰ درجه سانتی‌گراد، در برخی از کاربردهای واکنش زنجیره‌ای پلیمراز استفاده می‌شود. این آنزیم دارای فعالیت رونوشت‌برداری معکوس کارآمد در حضور منگنز است.[۸][۹] نشان داده شده‌است که این پلیمراز در برابر مهارکننده‌های دی‌ان‌ای پلیمراز موجود در نمونه‌های بالینی، مقاوم است، همچنین توانایی تشخیص آران‌ای در حضور مهارکننده‌ها را دارد.[۸]
منابع
- ↑ Oshima T, Imahori K (January 1974). "Description of Thermus thermophilus (Yoshida and Oshima) comb. nov. , a nonsporulating thermophilic bacterium from a Japanese thermal spa". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 24 (1): 102–12. doi:10.1099/00207713-24-1-102.
- ↑ Beffa T, Blanc M, Lyon PF, Vogt G, Marchiani M, Fischer JL, Aragno M (May 1996). "Isolation of Thermus strains from hot composts (60 to 80 degrees C)". Applied and Environmental Microbiology. 62 (5): 1723–7. Bibcode:1996ApEnM..62.1723B. doi:10.1128/AEM.62.5.1723-1727.1996. PMC 167946. PMID 8633870.
- ↑ Henne A, Brüggemann H, Raasch C, Wiezer A, Hartsch T, Liesegang H, et al. (May 2004). "The genome sequence of the extreme thermophile Thermus thermophilus". Nature Biotechnology. 22 (5): 547–53. doi:10.1038/nbt956. PMID 15064768.
- ↑ Quintela, J C; Pittenauer, E; Allmaier, G; Arán, V; de Pedro, M A (September 1995). "Structure of peptidoglycan from Thermus thermophilus HB8". Journal of Bacteriology. 177 (17): 4947–4962. doi:10.1128/jb.177.17.4947-4962.1995. ISSN 0021-9193. PMC 177270. PMID 7665471.
- ↑ Wang, Quanhui; Cen, Zhen; Zhao, Jingjing (2015-03-01). "The Survival Mechanisms of Thermophiles at High Temperatures: An Angle of Omics". Physiology. 30 (2): 97–106. doi:10.1152/physiol.00066.2013. ISSN 1548-9213. PMID 25729055.
- ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ Ohtani, Naoto; Tomita, Masaru; Itaya, Mitsuhiro (2010-10). "An extreme thermophile, Thermus thermophilus, is a polyploid bacterium". Journal of Bacteriology. 192 (20): 5499–5505. doi:10.1128/JB.00662-10. ISSN 1098-5530. PMC 2950507. PMID 20729360.
{cite journal}: Check date values in:|date=(help) - ↑ Ohtani, Naoto; Tomita, Masaru; Itaya, Mitsuhiro (2010-10-15). "An Extreme Thermophile, Thermus thermophilus, Is a Polyploid Bacterium". Journal of Bacteriology (به انگلیسی). 192 (20): 5499–5505. doi:10.1128/JB.00662-10. ISSN 0021-9193. PMC 2950507. PMID 20729360.
- ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ Cai D, Behrmann O, Hufert F, Dame G, Urban G (2018-01-02). "Capacity of rTth polymerase to detect RNA in the presence of various inhibitors". PLOS ONE. 13 (1): e0190041. Bibcode:2018PLoSO..1390041C. doi:10.1371/journal.pone.0190041. PMC 5749758. PMID 29293599.
- ↑ "rTth DNA Polymerase - TOYOBO USA". www.toyobousa.com. Retrieved 2021-05-07.
پیوند به بیرون
- Thermus thermophilus HB27 genome page. بایگانی‌شده در ۲۳ فوریه ۲۰۱۴ توسط Archive.today
- Thermus thermophilus HB8 genome page.
- Structural-biological whole cell project of Thermus thermophilus HB8.
- Isolation of Thermus strains from hot composts (60ºC-80ºC) بایگانی‌شده در ۲۰۰۸-۱۰-۱۳ توسط Wayback Machine
- Whole Cell Project of Thermus thermophilus HB8: Database
- Type strain of Thermus thermophilus at BacDive - the Bacterial Diversity Metadatabase