Введение
Вид бактерии
Pseudomonas putida – это грамотрицательная, палочковидная, сапрофитная почвенная бактерия. Она обладает универсальным метаболизмом и легко поддается генетической модификации, что делает ее распространенным организмом, используемым в исследованиях, биоремедиации и синтезе химических веществ и других соединений. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) внесло штамм P. putida KT2440 в список систем вектор-хозяин с уровнем безопасности 1 (HV 1), что указывает на его безопасность при использовании без дополнительных мер предосторожности. Таким образом, использование P. putida во многих исследовательских лабораториях предпочтительнее, чем использование некоторых других видов Pseudomonas, таких как Pseudomonas aeruginosa, например, который является оппортунистическим патогеном. Однако, филогеномный анализ полных геномов всего рода Pseudomonas четко показал, что геномы, обозначенные как P. putida, не формируют монофилетическую кладу, а рассеяны и образуют более широкую эволюционную группу (группу putida), включающую другие виды, такие как P. alkylphenolia, P. alloputida, P. monteilii, P. cremoricolorata, P. fulva, P. parafulva, P. entomophila, P. mosselii, P. plecoglossicida и несколько геномных видов (новые виды, которые еще не были официально описаны). Разновидность P. putida, известная как мультиплазмидная углеводород-разлагающая Pseudomonas, является первым запатентованным организмом в мире. Поскольку это живой организм, патент был оспорен и передан на рассмотрение в Верховный суд США в историческом деле "Даймонд против Чакрабарти", которое изобретатель, Ананда Мохан Чакрабарти, выиграл. Она демонстрирует очень разнообразный метаболизм, включая способность разлагать органические растворители, такие как толуол. Эта способность нашла применение в биоремедиации, то есть в использовании микроорганизмов для разложения загрязняющих веществ окружающей среды.
Генемика
Количество белков и содержание GC в (63) геномах, относящихся к более широкой эволюционной группе P. putida (определенной на основе филогеномного анализа 494 полных геномов рода Pseudomonas), варьируется от 3748 до 6780 (в среднем: 5197) и от 58,7% до 64,4% (в среднем: 62,3%) соответственно. Pseudomonas putida способен преобразовывать стирольное масло в биоразлагаемый пластик PHA. Это может оказаться полезным для эффективной переработки пенополистирола, который обычно считается небиоразлагаемым.
Биоконтроль
Pseudomonas putida продемонстрировал потенциальные свойства биоконтроля, будучи эффективным антагонистом растительных патогенов, таких как Pythium aphanidermatum и Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici.
Олигонуклеотидные сигнатуры генома P. alloputida KT2440
Использование динуклеотидов и список наиболее распространенных окта- до тетрадекануклеотидов являются полезными показателями геномного профиля бактерий. Хромосома P. putida KT2440 характеризуется нитевой симметрией и внутринитевой парностью комплементарных олигонуклеотидов. Каждый тетрануклеотид встречается с примерно одинаковой частотой на обеих нитях. Использование тетрануклеотидов подвержено влиянию содержания G+C и физико-химических ограничений, таких как энергия стекирования оснований, угол пропеллера динуклеотида или гибкость тринуклеотида. 105 регионов с атипичным составом олигонуклеотидов можно дифференцировать по паттернам использования олигонуклеотидов на категории горизонтально приобретенных островков генов, мультидоменных генов или древних регионов, таких как гены, кодирующие рибосомальные белки и РНК. Специфическая для вида внегенная палиндромная последовательность является наиболее распространенным повтором в геноме, который может быть использован для типирования штаммов P. putida. В кодирующей последовательности P. putida трипептид LLL является наиболее распространенным. Филогеномный анализ переклассифицировал штамм KT2440 в новый вид Pseudomonas alloputida.
CBB5 и потребление кофеина
Pseudomonas putida CBB5, немодифицированный, природный штамм, обнаруженный в почве, способен существовать на кофеине и, как было замечено, разлагает кофеин до углекислого газа и аммиака.