Shewanella oneidensis

Shewanella oneidensis
Shewanella oneidensis, СЭМ
Научная классификация
Домен: Бактерии Тип: Протеобактерии Класс: Гамма-протеобактерии Порядок: Alteromonadales Семейство: Shewanellaceae Ivanova et al. 2004 Род: Shewanella Вид: Shewanella oneidensis
Международное научное название
Shewanella oneidensis Venkateswaran et al. 1999
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе ITIS   965992 NCBI   70863 EOL   972511

Shewanella oneidensis (лат.) — вид грамотрицательных, факультативно анаэробных бактерий рода Shewanella, обитающая предпочтительно на дне моря в анаэробных условиях, осадочных отложениях, также может быть найдена в почве. Способна восстанавливать соединения металлов. Ведутся работы по использованию Shewanella oneidensis в биозащите металлических поверхностей от коррозии. Видовое название бактерия получила в честь озера Онейда (англ. Oneida lake) в штате Нью-Йорк (США), в котором микроорганизм был впервые выделен^[1].

Систематика

Номенклатура бактерий Alteromonas hanedai и A. putrefacians была разработана в 1981 году A. hanedai была новым описанным видом, а A. putrefacians была выделена из рода Achromobacter. В 1985 году на основании изучения нуклеотидных последовательностей 5S рРНК МакДоннел (MacDonell) и Колвелл (Colwell) выделили A. hanedai и A. putrefacians в отдельный род Shewanella^[2]. Авторы также предложили классифицировать выделенные со дна моря барофильные бактерии как Shewanella benthica. В 1989 году на основании генотипических исследований (ДНК—ДНК гибридизации, анализа 5S рРНК) и изучении серологических свойств Койн (Coyne) предложил перенести Alteromonas colwelliana в род Shewanella. В 1999-м Венкатесварен и другие учёные описали два новых вида — Shewanella oneidensis и Shewanella pealeana^[1].

Биологические свойства

Морфология

Грамотрицательные, прямые или слегка изогнутые палочковидные бактерии размером 1,5—4,6 × 0,4—1 мкм. Не образуют спор. Подвижны, имеют полярно расположенные жгутики, не имеющих белковой оболочки.

Физиологические свойства

Галотолерантный (способен расти в 3 % растворе NaCl), факультативно анаэробный микроорганизм. Образует оксидазу и каталазу, не продуцируют индол, не сбраживают глюкозу. Способны восстанавливать триметиламин-N-оксид, оксиды железа^[3], оксид марганца^[4], оксиды хрома^[5], растворённые соединения урана^[6]. Способна к образованию биоплёнок на поверхности субстрата^[7], также способна к адгезии на поверхность оксидов металлов^[8].

Поведение

Бактерии S. oneidensis периодически садятся на электрически заряженные металлические частицы, собирают посредством химической реакции энергию, затем несколько минут активно передвигаются, собирая вещества, необходимые для дальнейшего насыщения, и снова садятся для «подзарядки»^[9].

Геном

Геном S. oneidensis штамма MR-1 состоит из хромосомы, представляющей собой кольцевую двуцепочечную молекулу ДНК размером 4969803 п.н. и содержащей 4561 гена, процент % Г+Ц пар составляет 45,96 %, и плазмиды pMR-1 размером 161613 п.н. и содержащей 184 гена, процент % Г+Ц пар составляет 43,69 %^[10].

Применение

Ввиду способности S. oneidensis к восстановлению соединений тяжёлых металлов, а также биотрансформации тетрахлорметана разрабатываются подходы к использованию S. oneidensis в биоочистке^[11]. S. oneidensis способна очищать водоёмы от соединений урана и хрома путём восстановления и переведения в нерастворимое состояние^[12]. Также микроорганизм способен защищать металлы от коррозии^[13][14]. Разрабатываются подходы к разработке источников энергии на базе S. oneidensis (так называемая концепция «бактериальной батареи»)^[15][16].

Примечания

1. Исследования бактерий рода Shewanella и описание Shewanella oneidensis Архивная копия от 29 декабря 2007 на Wayback Machine (англ.)
2. MacDonell M. T., Colwell R. R. Phylogeny of the Vibrionaceae, and recommendation for two new genera, Listonella and Shewanella // Syst. Appl. Microbiol., 1985, № 6, Р. 171—182.
3. Архивированная копия  (неопр.). Дата обращения: 16 августа 2008. Архивировано 5 сентября 2008 года.
4. Shewanella oneidensis MR-1 и двуокись марганца (англ.)
5. Восстановление хрома с помощью бактерий (недоступная ссылка) (англ.)
6. Shewanella oneidensis ломает тяжёлые металлы Архивная копия от 20 июня 2008 на Wayback Machine (англ.)
7. Shewanella oneidensis MR-1 в качестве биоплёнки (недоступная ссылка) (англ.)
8. Влияние Shewanella oneidensis на оксид железа Архивная копия от 13 февраля 2008 на Wayback Machine (англ.)
9. Американцы обнаружили электрическую подзарядку у бактерий  (неопр.). Дата обращения: 11 января 2015. Архивировано 22 июня 2013 года.
10. Геном Shewanella oneidensis MR-1 Архивная копия от 10 ноября 2007 на Wayback Machine (англ.)
11. Применение Shewanella oneidensis MR-1 для очистки от органических и неогранических загрязнений Архивная копия от 9 марта 2007 на Wayback Machine (англ.)
12. Использование бактерий для переработки урановых отходов Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine (англ.)
13. Shewanella oneidensis MR-1 — Бактериальная защита металлов от коррозии Архивировано 8 сентября 2008 года. (англ.)
14. Защита от коррозии с помощью микробов Архивная копия от 1 мая 2008 на Wayback Machine (англ.)
15. Концепции о бактериальных аккумуляторах (недоступная ссылка) (англ.)
16. Результаты исследований миниатюрных микробных топливных элементов (англ.)

Ссылки

• Shewanella oneidensis.
• Shewanella MacDonell and Colwell 1986.
• Genome sequence of the dissimilatory metal ion−reducing bacterium Shewanella oneidensis.
• Shewanella oneidensis MR-1 Genome Page (недоступная ссылка).
• Shewanella oneidensis MR-1 project at TIGR.
• Electricity generated by bacteria?
• Bacteria can protect metal.
• Bacterium Takes A Shine To Metals: New Form Of Living Protection For Copper And Other Metallic Surfaces?
• Любители жить в грязи: Бактерии удаляют ржавчину, вырабатывают электричество и очищают почву.