Введение
Род бактерий Aquifex – это род бактерий, принадлежащий к типу Aquificota. Существует один вид Aquifex с валидно опубликованным названием – A. pyrophilus, но "A. aeolicus" иногда рассматривается как вид, хотя он не имеет официального статуса, поскольку его название не было валидно или эффективно опубликовано. Aquifex spp. – крайне термофильные бактерии, оптимально растущие при температуре от 85 °C до 95 °C. Они относятся к домену Bacteria, в отличие от других обитателей экстремальных сред – Archaea. Aquifex spp. – это палочковидные бактерии длиной от 2 до 6 мкм, диаметром около 0,5 мкм и обладающие подвижностью. Они не образуют спор, являются грамотрицательными автотрофами. Название Aquifex происходит от латинского "водотворец" и связано с тем, что их способ дыхания производит воду. Aquifex обычно формируют клеточные агрегаты, состоящие из до 100 отдельных клеток. Aquifex spp. термофильны и часто встречаются вблизи подводных вулканов или горячих источников. A. aeolicus требует кислорода для выживания, но может расти при его концентрации до 7,5 ppm. A. pyrophilus способен расти анаэробно, восстанавливая азот вместо кислорода. Как и другие термофильные бактерии, Aquifex имеет важное значение в промышленных процессах. Геном "A. aeolicus" был секвенирован. Это было облегчено тем, что его длина составляет лишь около трети длины генома E. coli. Сравнение генома A. aeolicus с геномами других организмов показало, что около 16% его генов имеют происхождение из домена Archaea. Считается, что представители этого рода являются одними из самых древних представителей домена эубактерий. "A. aeolicus" был обнаружен к северу от Сицилии, а A. pyrophilus – впервые найден к северу от Исландии.
Aquifex is a bacterial genus, belonging to phylum Aquificota. There is one species of Aquifex with a validly published name – A. pyrophilus – but "A. aeolicus" is sometimes considered as species though it has no standing as a name given it has not been validly or effectively published. Aquifex spp. are extreme thermophiles, growing best at temperature of 85 °C to 95 °C. They are members of the Bacteria as opposed to the other inhabitants of extreme environments, the Archaea. Aquifex spp. are rod shaped bacteria with a length of 2 to 6 μm, have a diameter of around 0.5 μm and are motile. They are non sporeforming, Gram negative autotrophs. Aquifex means water maker in Latin, and refers to the fact that its method of respiration creates water. Aquifex tend to form cell aggregates composed of up to 100 individual cells. Aquifex spp. are thermophilic and often grow near underwater volcanoes or hot springs. A. aeolicus requires oxygen to survive, but can grow in levels of oxygen as low as 7.5 ppm. A. pyrophilus can even grow anaerobically by reducing nitrogen instead of oxygen. Like other thermophilic bacteria, Aquifex has important uses in industrial processes. The genome of "A. aeolicus" has been completed., This was made easier by the fact that the length of the genome is only about a third of the length of the genome for E. coli. Comparison of the A. aeolicus genome to other organisms showed that around 16% of its genes originated from the Archaea domain. Members of this genus are thought to be some of the earliest members of the eubacteria domain. "A. aeolicus" was discovered north of Sicily, while A. pyrophilus was first found just north of Iceland.
Структура генома
Полный геном A. aeolicus состоит из 1 551 335 пар оснований, содержащих более 1500 открытых рамок считывания (ORF) или хромосомных кодирующих последовательностей. Чрезвычайно большая часть (более 90%) генома представлена кодирующими белком областями, и значительных некодирующих повторов не обнаружено. Несмотря на плотность генома A. aeolicus, многие субъединицы ферментов, используемых в процессах дыхания, находятся в отдельных оперонах. Ремонт генома осуществляется белком, подобным ДНК-полимеразе β, который встречается у большинства эукариот.
Филогения
Филогенетические деревья, построенные на основе малых субъединиц рРНК, указывают на то, что Aquificales – одни из самых ранних бактерий, отделившихся от Archaea. Однако филогенетические деревья, основанные на данных о белках, опровергают этот тезис.
Потенциал исследований
A. aeolicus используется в качестве модельного организма для изучения гипертермофильных бактерий. Многие исследования были посвящены способности гидрогеназ Aquifex осуществлять обратимое окисление диводорода (реакцию окисления) при экстремально высоких температурах. Уникальные свойства гидрогеназ Aquifex делают этот род перспективным возобновляемым биокатализатором для водородных топливных элементов.