Vibrio phosphoreum
Vibrio fosforeum lub Photobacterium phosphoreum – Gram-ujemna bakteria bioluminescencyjna żyjąca w symbiozie z organizmami morskimi. Może emitować niebiesko-zielone światło (490 nm) z powodu reakcji chemicznej między FMN, lucyferyną i tlenem cząsteczkowym katalizowanym przez enzym zwany lucyferazą.
| Systematyka | |
| Domena | |
|---|---|
| Typ | |
| Klasa | |
| Rząd | |
| Rodzina | |
| Rodzaj | |
| Gatunek |
Vibrio phosphoreum |
| Nazwa systematyczna | |
| Photobacterium phosphoreum | |
Ekologia edytuj
Photobacterium phosphoreum jest popularnym symbiontem ryb głębinowych, w przeciwieństwie do krewnych Vibrio, które często występują w kałamarnicach na płytkich i średnich głębokościach[1]. Istnieją dowody na to, że P. fosforeum również ściśle współpracuje z zooplanktonem, ponieważ stwierdzono, że jest on przyczepiony do zewnętrznych powierzchni zooplanktonu[2].
Korzyści biologiczne są osiągane przez obu członków w symbiotycznym związku między bakteriami i gospodarzem. P. fosforeum kolonizuje narządy lekkie żywiciela i odgrywa rolę poprzez emisję światła w komunikacji, przyciąganiu zdobyczy i unikaniu drapieżników[3]. Gospodarz ma możliwość kontrolowania bioluminescencji za pomocą mechanizmów takich jak rolety. W zamian gospodarz dostarcza P. fosforeum składników odżywczych, tlenu i chronionej niszy[4].
Uważa się, że psucie się zapakowanych ryb, takich jak łosoś i dorsz, spowodowane przez P. fosforeum jest częściowo spowodowane zdolnością bakterii do wytwarzania AHL (N-acylowanych homoserynowych laktonów), które są cząsteczkami komunikacyjnymi regulującymi bioluminescencję. AHL znaleziono tylko w niebioluminescencyjnych szczepach P. fosforeum. Sugeruje to, że AHL może negatywnie regulować bioluminescencję[5]. P. fosforeum jest w stanie utrzymać żywotność na zewnętrznych powierzchniach migrującego łososia, żyjąc pod ochroną śluzu ryb.[6] Redukcja TMAO do TMA również przyczynia się do zepsucia w wyniku narażenia ryby na P. fosforeum[1].
Zastosowanie w biotechnologii edytuj
Photobacterium phosphoreum zastosowano ze względu na jego niezawodną bioluminescencję do pomiaru toksyczności w środowisku wodnym z powodu biodegradowalnych toksyn wodnych. Bezpieczeństwo, prosta obsługa i opłacalność bioluminescencji sprawia, że jest to wiarygodny wskaźnik do oceny próbek wodnych zawierających toksyczne substancje, takie jak pestycydy, PCB, węglowodory aromatyczne, paliwa, alkany, alkohole i metale ciężkie[7]. System biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT) wykorzystuje bioczip, który unieruchomił Photobacterium phosphoreum w otworach rzędu mikrometrów[7]. Ten akrylowy czip unieruchamia P. fosforeum z 3% lub 15% żelem alginianu sodu[7]. Stałą bioluminescencję można zaobserwować na chipie w obecności standardowego roztworu BZT, co pokazuje, że może on wykryć BZT na miejscu[7]. Redukcja luminescencji dzięki fizjologicznym reakcjom P. fosforeum na toksyczne substancje odżywcze jest wykorzystywana jako sygnał do wykrywania i pomiaru analitu[7]. BZT jest szeroko stosowany jako wskaźnik środowiskowy w procesach oczyszczania ścieków[7] Wykrywa stopień zanieczyszczenia powodowanego przez substancje biodegradowalne w środowisku wodnym[7]. Tradycyjne metody wymagały 5 dni do ustalenia wartości BZT, jednak unieruchomiony chip Photobacterium phosphoreum może dawać szybkie i powtarzalne pomiary BZT[7].
Patologia edytuj
Photobacterium phosphoreum nie ma znanej aktywności patogennej. Nie wiadomo, czy powoduje choroby u ludzi, roślin lub zwierząt.
Opis i znaczenie edytuj
Photobacterium phosphoreum został po raz pierwszy wyizolowany ze środowiska wodnego pod koniec lat 80. XIX wieku przez holenderskiego mikrobiologa Martinusa Beijerincka (1851–1931)[3]. Jest to Gammaproteobacteria, która jest Gram-ujemna, zwykle ruchliwa, są mezofilne i chemoorganotroficzne, mają fakultatywny metabolizm fermentacyjny i występują w środowiskach wodnych w powiązaniu z eukariotami[3].
Photobacterium phosphoreum jest jednym z wielu organizmów wytwarzających bioluminescencję w organizmach morskich. P. fosforeum jest symbiontem lekkich narządów, żyjącym w jelitach ryb, gdzie metabolity są dostarczane w zamian za bioluminescencję, która jest wykorzystywana do komunikacji, przyciągania ofiar i unikania drapieżników[3]. P. fosforeum jest typowy dla ryb głębinowych[8]. Jelito ryby, w której hodowany jest P. fosforeum, jest połączone z jakimś lekkim organem na rybie, który można kontrolować za pomocą aparatów migawkowych[8]. P. fosforeum jest psychotolerancyjny i często rozwija się w niskich temperaturach, ale może być hamowany w temperaturach powyżej 25 stopni Celsjusza[5][4] Bioluminescencja jest silnie związana z gęstością komórek, a bakterie żyjące swobodnie w oceanie nie są bioluminescencyjne, ponieważ znajdują się w narządach świetlnych organizmu gospodarza[9].
P. fosforeum działa również jako najważniejsza bakteria powodująca psucie upakowanych schłodzonych filetów rybnych. Powoduje zepsuty, rybi smak.[5]
Przypisy edytuj
- ↑ a b Nonbioluminescent Strains of Photobacterium phosphoreum Produce the Cell-to-Cell Communication Signal N-(3-Hydroxyoctanoyl)homoserine Lactone [online], www.pubmedcentral.nih.gov [dostęp 2020-03-09] (ang.).
- ↑ Biodiversity of Vibrios [online], www.pubmedcentral.nih.gov [dostęp 2020-03-09] (ang.).
- ↑ a b c d http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=515257
- ↑ a b http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=281490&blobtype=pdf
- ↑ a b c http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1082519
- ↑ http://aem.asm.org/cgi/content/full/69/11/6938
- ↑ a b c d e f g h Zarchiwizowana kopia. [dostęp 2020-03-07]. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-06-26)].
- ↑ a b http://www.nature.com/nature/journal/v363/n6425/pdf/363110a0.pdf
- ↑ http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/110435196/PDFSTART
Linki zewnętrzne edytuj
- Strona Piotra Madaneckiego o bakteriach luminescencyjnych
- Izolacja kultur P. fosforeum z Seafish. disknet.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2020-02-16)].
- Dane z bazy o mikroorganizmach.
- 1. Budsberg, Wimpee, Braddock, „Izolacja i identyfikacja Photobacterium phosphoreum z nieoczekiwanej niszy: migrujący łosoś”. Mikrobiologia stosowana i środowiskowa. Listopad 2003. Tom 69. Numer 11. s. 6938–6942.
