Galdieria sulphuraria -Galdieria sulphuraria

Galdieria sulphuraria
Klasyfikacja naukowa edytować
(bez rankingu): Archaeplastida
Podział: Rhodophyta
Klasa: Cyanidiophyceae
Zamówienie: Cyjanidiale
Rodzina: Galdieriaceae
Rodzaj: Galdieria
Gatunki:
G. sulphuraria
Nazwa dwumianowa
Galdieria sulphuraria
Merola, 1982

Galdieria sulphuraria stanowi ekstremofilowe jednokomórkowe gatunki z czerwonych alg . Jest to gatunek typowy z rodzaju Galdieria . Jest znany ze swoich szerokich zdolności metabolicznych, w tym fotosyntezy iwzrostu heterotroficznego na ponad 50 różnych pozakomórkowych źródłach węgla. Członkowie klasy Cyanidiophyceae należą do najbardziej kwasolubnych znanych organizmów fotosyntetycznych, a warunki wzrostu G. sulphuraria – pH od 0 do 4 i temperatury do 56 °C – należą do najbardziej ekstremalnych znanych eukariontów . Analiza jego genomu sugeruje, żeadaptacje termokwasowe wywodzą się z horyzontalnego transferu genów z archeonów i bakterii , co jest kolejną rzadkością wśród eukariontów.

Historia i taksonomia

Opublikowane opisy termokwasów jednokomórkowych alg pochodzą z połowy XIX wieku. Najwcześniejszy opis organizmu odpowiadającego współczesnemu G. sulphuraria został opublikowany w 1899 roku przez włoskiego naukowca A. Galdieriego, który nadał mu nazwę Pleurococcus sulphurarius . Taksonomia z thermoacidophilic glonów został zmieniony w 1982 roku, która wprowadziła rodzajową Galdieria i dał organizmu jego nowoczesny oznaczenie. G. sulphuraria jest gatunkiem typowym dla tego rodzaju.

Grupa, do której należy G. sulphuraria , Cyanidiophyceae , jest najgłębiej rozgałęzioną podgrupą rodophyta (alg krasnorostów), co oznacza, że ​​najwcześniej rozeszły się one w historii ewolucji tej grupy.

Metabolizm

G. sulphuraria jest znana ze swojej niezwykłej elastyczności metabolicznej : jest zdolna do fotosyntezy, a także może rosnąć heterotroficznie na wielu różnych źródłach węgla, w tym na różnych węglowodanach . Zgłoszono ponad 50 różnych źródeł węgla, które wspierają wzrost. Dokładne pomiary jego wzorców wzrostu w warunkach laboratoryjnych sugerują, że nie jest to prawdziwy miksotrof zdolny do jednoczesnego korzystania z obu źródeł energii; raczej preferuje heterotroficzne warunki wzrostu i zmniejsza fotosyntezę po dłuższej ekspozycji na zewnątrzkomórkowe źródła węgla. Analiza kompleksu fotosystemu I G. sulphuraria , kluczowego składnika fotosyntetycznego, wskazuje na strukturę pośrednią między kompleksami homologicznymi u sinic i roślin .

Chociaż większość czerwonych alg wykorzystuje skrobię florydową jako glukan magazynujący , G. sulphuraria wykorzystuje bardzo niezwykłą postać glikogenu, która należy do najbardziej rozgałęzionych glikogenów znanych, ma bardzo krótkie rozgałęzienia i tworzy cząsteczki o niezwykle niskiej masie cząsteczkowej . Uważa się, że te właściwości są adaptacją metaboliczną do ekstremalnych warunków środowiskowych, chociaż dokładny mechanizm jest niejasny.

Siedlisko i ekologia

G. sulphuraria jest nietypowy dla eukariota, ponieważ jest termoacidofilny – to znaczy zdolny do wzrostu zarówno w wysokiej temperaturze, jak i niskim pH . Dobrze rośnie w zakresie pH 0–4 iw temperaturach do 56°C, zbliżonych do około 60°C, czasami podawanych jako prawdopodobne maksimum dla życia eukariotycznego. Jest również wysoce tolerancyjny na wysokie stężenia soli i toksyczne metale. Występuje w naturalnie kwaśnych gorących źródłach , w środowiskach solfatarnych oraz w środowiskach zanieczyszczonych; Występuje również w ekosystemach endolitycznych , gdzie światło jest ograniczone, a jego heterotroficzne zdolności metaboliczne są szczególnie ważne. Badania laboratoryjne wskazują, że jest zdolny do aktywnego zakwaszania swojego środowiska.

Genom

G. sulphuraria Genom zawiera dowody dużej horyzontalnego transferu genów (HGT) z thermoacidophilic archeonów i bakterii , wyjaśniając początkiem jego dostosowania do tego środowiska. Co najmniej 5% jego proteomu prawdopodobnie pochodzi z HGT. Jest to bardzo niezwykłe u eukariontów; istnieje stosunkowo niewiele dobrze uzasadnionych przykładów HGT od prokariontów do eukariontów.

Genom jej mitochondriów jest również wyjątkowo mały i ma bardzo duże pochylenie GC , podczas gdy genom jego plastydów ma normalną wielkość, ale zawiera niezwykłą liczbę struktur pnia-pętli . Obie te właściwości są proponowane jako adaptacje do środowiska poliekstremofilnego organizmu. W porównaniu do Cyanidioschyzon merolae – jednokomórkowej termokwasowej czerwonej algi, która jest obowiązkowo fotoautotroficzna – genom G. sulphuraria zawiera dużą liczbę genów związanych z metabolizmem węglowodanów i transportem przez błonę.

Biotechnologia

Ze względu na swoją zdolność do tolerowania ekstremalnych środowisk i wzrostu w różnych warunkach, G. sulphuraria została uwzględniona do wykorzystania w projektach bioremediacji . Na przykład został przetestowany pod kątem zdolności do odzyskiwania metali szlachetnych , odzyskiwania metali ziem rzadkich oraz usuwania fosforu i azotu z różnych strumieni odpadów.

Bibliografia

Linki zewnętrzne