STREPTOMYCES GRISEUS: CARACTERISTICI, CICLUL DE VIAȚĂ ȘI UTILIZĂRI - BIOLOGIE - 2025

Streptomyces griseus este o specie de bacterii aerobe, gram pozitive. Aparține grupului de Actinobacterii, din ordinul Actinomycetales și din familia Streptomycetaceae.

Sunt bacterii comune în sol. Au fost găsite în asociere cu rădăcinile plantelor din rizosfera. Unele tulpini au fost, de asemenea, izolate în probe de ape marine adânci și sedimente și în ecosistemele de coastă.

Streptomyces griseus văzut cu un microscop electronic de scanare. Autor: Docwarhol, de la Wikimedia Commons Capacitatea acestei specii de a se adapta la o mare diversitate de ecosisteme a generat o variație genetică semnificativă, care a fost încercată să fie clasificată în ecovar.

Această specie, ca și alte specii Streptomyces, produce un număr mare de metaboliți secundari, ceea ce îi conferă o importanță comercială mare. Printre ei, se distinge streptomicina (antibiotic aminoglicozid), primul antibiotic utilizat eficient împotriva tuberculozei.

caracteristici

S. griseus este o bacterie aerobă gram pozitivă care produce micelie. Peretele celular este gros, format în principal din peptidoglican și lipide.

Această specie dezvoltă atât substratul cât și micelia aeriană. Ambele tipuri de miceliu au o morfologie diferită. Hyphae-ul substratului miceliu poate avea 0,5 - 1 um diametru. Miceliul aerian este filamentos și puțin ramificat.

În mediu de cultură, aceste micelii prezintă nuanțe de gri diferite. Partea inversă a coloniei este gri-gălbui. Nu produc pigmenți melanină.

Lanțurile de spori sunt rectificabile și constau din 10-50 de spori. Suprafața acestora este netedă.

Specia folosește glucoza, xiloza, manitolul sau fructoza ca sursă de carbon. În mediile de cultură cu arabinoză sau ramnoză, nu se observă creșterea coloniei.

Temperatura optimă pentru dezvoltarea sa variază între 25 și 35 ° C.

Ele cresc într-o gamă largă de pH, între 5 și 11. Cu toate acestea, creșterea sa este optimă în medii alcaline cu pH 9, motiv pentru care este considerat alcalin.

genetică

Genomul lui S. griseus a fost complet secvențial. Are un cromozom liniar cu peste opt milioane de perechi de baze. Nu a fost observată prezența plasmidelor.

Cromozomul are mai mult de 7000 ORF (secvențe ARN cu cadru deschis). Pentru mai mult de 60% din aceste secvențe, funcția pe care o îndeplinesc este cunoscută. Conținutul de GC pentru S. griseus este de aproximativ 72%, ceea ce este considerat mare.

Metaboliți secundari

Majoritatea speciilor Streptomyces produc un număr mare de metaboliți secundari. Printre acestea găsim antibiotice, imunosupresoare și inhibitori de enzime.

De asemenea, aceste bacterii sunt capabile să producă unele enzime importante din punct de vedere industrial, cum ar fi glucoza izomeraza sau transglutaminaza.

În cazul S. griseus, cel mai important metabolit secundar este streptomicina. Cu toate acestea, acest organism produce alți compuși, cum ar fi anumite tipuri de fenoli, care sunt foarte eficiente în controlul diverselor ciuperci fitopatogene.

Taxonomie

Specia a fost descrisă pentru prima dată din izolatele de sol dintr-o zonă a Rusiei. Cercetătorul Krainsky în 1914 îl identifică ca Actinomyces griseus.

Ulterior, Waskman și Curtis au reușit să izoleze specia în diferite probe de sol din Statele Unite. În 1943, Waskman și Henrici au propus genul Streptomyces pe baza morfologiei și tipului de perete celular al speciilor lor. Acești autori plasează specia în acest gen în 1948.

Filogenie și sinonime

Trei subspecii au fost propuse pentru S. griseus. Cu toate acestea, studiile moleculare au relevat că doi dintre acești taxoni corespund speciei S. microflavus.

Din punct de vedere filogenetic, S. griseus formează un grup cu S. argenteolus și S. caviscabies. Aceste specii au o asemănare mare în raport cu secvențele de ARN ribozomal.

Pe baza comparației secvențelor ARN, a fost posibil să se stabilească că unii taxoni considerați specii, altele decât S. griseus, au aceeași compoziție genetică.

Prin urmare, aceste nume au devenit sinonimie cu specia. Printre acestea avem S. erumpens, S. ornatus și S. setonii.

Ciclul biologic

Speciile Streptomyces produc două tipuri de miceliu în timpul dezvoltării lor. Substratul miceliu care compune faza vegetativă și miceliul aerian care va da naștere sporilor

Formarea subcelului miceliu

Aceasta își are originea după germinarea sporei. Hifele au diametrul de 0,5-1 µm. Acestea cresc din mere și dezvoltă ramificări, producând o matrice complexă de hyphae.

Puține septe compartimentate sunt prezente care pot prezenta multiple copii ale genomului. În această fază, bacteriile profită de nutrienții prezenți în mediu pentru a acumula biomasa.

Pe măsură ce acest miceliu se dezvoltă, are loc moartea celulară a unor septe. În miceliul substratului mat, alternează segmentele vii și cele moarte.

Când bacteriile se dezvoltă în sol sau în culturile scufundate, predomină faza vegetativă.

Formarea miceliului aerian

La un moment dat în dezvoltarea coloniilor, începe să se formeze un miceliu cu mai puține ramuri. În S. griseus se formează filamente lungi care sunt foarte puțin ramificate.

Nutriția necesară pentru formarea acestui miceliu este obținută din liza celulelor micelului substrat. În această fază specia produce diferiți metaboliți secundari.

Formarea sporilor

În această fază, hibazele își opresc creșterea și încep să se fragmenteze transversal. Aceste fragmente se transformă rapid în spori rotunjiți.

Lanțurile de spori sunt formate din aproximativ cincizeci de celule. Sporii sunt sferici până la ovali, cu diametrul de 0,8-1,7 µm și cu o suprafață netedă.

Aplicații

Utilizarea principală asociată cu S. griseus este producerea de streptomicină. Acesta este un antibiotic bactericid. A fost detectat pentru prima dată în 1943 de Albert Schatz în tulpinile speciilor.

Streptomicina este unul dintre cele mai eficiente tratamente pentru tratarea tuberculozei cauzate de Mycobacterium tuberculosis.

Cu toate acestea, S. griseus are alte utilizări. Specia produce alte antibiotice, printre care unele care atacă tumorile. De asemenea, produce enzime proteolitice utilizate în comerț, cum ar fi pronazele. Aceste enzime blochează inactivarea canalelor de sodiu.

Pe de altă parte, în ultimii ani s-a stabilit că S. griseus produce substanțe volatile din grupul de fenoli numit carvacrol. Această substanță are capacitatea de a inhiba creșterea sporilor și a miceliei diferitelor ciuperci fitopatogene.

Referințe

1. Anderson A și E Wellington (2001) Taxonomia Streptomyces și genurile înrudite. Revista internațională de microbiologie sistematică și evolutivă 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini și M Yaghoobi (2014) Controlul biologic al bolilor fungice ale plantelor folosind substanțe volatile ale Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Minerirea și lustruirea tezaurului din genul bacterian Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori și S Horinouchi (2008) Secvența genomică a microorganismului producător de streptomicină Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X și Y Huang (2010) Evaluarea taxonomică a cladei Streptomyces griseus folosind analiza secvenței multilocus și hibridizarea ADN-ADN cu propunerea de a combina 29 de specii și trei subspecii ca 11 specii genomice. Revista internațională de microbiologie sistematică și evolutivă 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Sisteme cu două componente și reglarea producției de antibiotice de la Streptomyces coelicolor. Teza pentru obținerea titlului de doctor de la Universitatea din Salamanca, Spania. 188 p.