Leptospira -Leptospira
Leptospira | |
---|---|
Skaningowa mikroskopia elektronowa Leptospira interrogans | |
Klasyfikacja naukowa | |
Domena: | Bakteria |
Gromada: | Spirochaetes |
Zamówienie: | Spirochaetale |
Rodzina: | Leptospiraceae |
Rodzaj: |
Leptospira Noguchi 1917 emend. Faine i Stallman 1982 nie Swainson 1840 nie Boucot , Johnson & Staton 1964 |
Gatunek | |
Synonimy | |
|
Leptospira (starogrecki: leptos , 'cienka, cienka' i łac. spira , 'coil') to rodzajbakterii krętków , obejmujący niewielką liczbę gatunków patogennych i saprofitycznych . Leptospira po raz pierwszy zaobserwowano w 1907 roku wskrawkach tkanki nerek ofiary leptospirozy, która została opisana jako zmarła na „ żółtą febrę ”.
Taksonomia
Leptospira , wraz z rodzajami Leptonema i Turneria , należy do rodziny Leptospiraceae . Rodzaj Leptospira dzieli się na 20 gatunków na podstawie badań hybrydyzacji DNA.
Patogenne Leptospira
- Leptospira alstonii Smythe i in. 2013 [" Leptospira alstoni " Haake i in. 1993 ]
- Leptospira interrogans (Stimson 1907) Wenyon 1926 emend. Faine i Stallman 1982 [" Spirochaeta przesłuchuje " Stimson 1907 ; " Spirochaeta nodosa " Hubener & Reiter 1916 ; „ Spirochaeta icterohaemorrhagiae ” Inada et al. 1916 ; " Spirochaeta icterogenes " Uhlenhuth i Fromme 1916 ; " Leptospira icteroides " Noguchi 1919 ]
- Leptospira kirschneri Ramadass i in. 1992
- Leptospira noguchii Yasuda i in. 1987
- Leptospira alexanderi Brenner i in. 1999
- Leptospira weilii Yasuda i in. 1987
- Leptospira borgpeterseni Yasuda i in. 1987
- Leptospira santarosai Yasuda i in. 1987
- Leptospira kmetyi Slack et al. 2009
- Leptospira mayottensis Bourhy i in. 2014
Półprodukty lub oportunistyczne Leptospira
- Leptospira inadai Yasuda i in. 1987
- Leptospira fainei Perolat i in. 1998
- Leptospira broomii Levett i in. 2006
- Leptospira licerasiae Matthias i in. 2009
- Leptospira wolffii Slack i in. 2008
Niepatogenne Leptospira
- Leptospira biflexa (Wolbach i Binger 1914) Noguchi 1918 emend. Faine i Stallman 1982 [" Spirochaeta biflexa " Wolbach i Binger 1914 ; „ Ankona ankona ”; „ Canela canela ”; " Jequitaia jequitaia "]
- Leptospira idonii Saito i in. 2013
- Leptospira meyeri Yasuda i in. 1987
- Leptospira wolbachii Yasuda i in. 1987
- Leptospira vanthielii Smythe i in. 2013
- Leptospira terpstrae Smythe i in. 2013
- Leptospira yanagawae Smythe i in. 2013
Członkowie Leptospira są również pogrupowani w serowary zgodnie z ich pokrewieństwem antygenowym. Obecnie istnieje ponad 200 uznanych serotypów. Kilka serotypów znajduje się w więcej niż jednym gatunku Leptospira .
Na spotkaniu w 2002 r. Komitet ds. Taksonomii Leptospira Międzynarodowej Unii Towarzystw Mikrobiologicznych zatwierdził następującą nomenklaturę dla serotypów Leptospira. Nazwy rodzajów i gatunków są jak zwykle pisane kursywą, przy czym nazwa serowaru nie jest pisana kursywą, a pierwsza litera jest pisana wielką literą.
- Rodzaj gatunku serowar Serovar_name
Na przykład:
- Leptospira interrogans serovar Australis
- Leptospira biflexa serowar Patoc
Filogeneza
Obecnie przyjęta taksonomia jest oparta na Liście nazw prokariotycznych z Standing in Nomenclature (LPSN) i National Center for Biotechnology Information (NCBI), a filogeneza oparta jest na wersji 123 LTP opartej na 16S rRNA autorstwa „The All-Species Living Tree Projekt .
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Morfologia
Chociaż opisano ponad 200 serotypów Leptospira , wszyscy członkowie rodzaju mają podobną morfologię. Leptospira to bakterie w kształcie spirali o długości 6-20 μm i średnicy 0,1 μm o długości fali około 0,5 μm. Jeden lub oba końce krętka są zwykle zahaczone. Ponieważ są tak cienkie, żywe Leptospira najlepiej obserwować pod mikroskopem w ciemnym polu .
Bakterie mają szereg stopni swobody; gdy jest gotowa do proliferacji poprzez rozszczepienie binarne , bakteria wyraźnie wygina się w miejscu przyszłego podziału.
Struktura komórkowa
Leptospira mają otoczkę komórkową podobną do Gram-ujemnej , składającą się z cytoplazmatycznej i zewnętrznej błony . Jednak warstwa peptydoglikanu jest powiązana raczej z cytoplazmą niż z błoną zewnętrzną, co jest układem unikalnym dla krętków . Dwa wici z Leptospira wystają z błoną cytoplazmatyczną na końcach bakterii do przestrzeni periplazmatycznej i są niezbędne dla ruchliwości Leptospira .
Zewnętrzna błona zawiera różne lipoproteiny i transbłonowe białka błony zewnętrznej . Jak oczekiwano, skład białkowy błony zewnętrznej różni się przy porównywaniu Leptospira rosnącej na sztucznym podłożu z Leptospira występującą u zakażonego zwierzęcia. Wykazano, że kilka leptospiralnych białek błony zewnętrznej przyłącza się do macierzy zewnątrzkomórkowej gospodarza i do czynnika H . Białka te mogą być ważne dla przylegania z Leptospira tkanek gospodarza i opór dopełniacza , odpowiednio.
Zewnętrzna błona Leptospira , podobnie jak większość innych bakterii Gram-ujemnych, zawiera lipopolisacharyd (LPS). Różnice w wysoce immunogennej strukturze LPS odpowiadają za liczne serotypy Leptospira . W konsekwencji odporność jest specyficzna dla serowarów; obecne szczepionki przeciw leptospira, które składają się z jednego lub kilku serotypów Leptospira występujących endemicznie w populacji, która ma być immunizowana, chronią jedynie przed serotypami zawartymi w preparacie szczepionki. Leptospiral LPS ma niską aktywność endotoksyny. Niezwykłą cechą leptospiralnego LPS jest to, że aktywuje on komórki gospodarza za pośrednictwem TLR2 zamiast TLR4 . Za tę obserwację może odpowiadać unikalna struktura części lipidu A cząsteczki LPS. Wreszcie zawartość antygenu LPS O w L. interrogans różni się u zwierząt zakażonych ostro i przewlekle zakażonych. Rola zmian antygenu O w powstawaniu lub utrzymywaniu ostrej lub przewlekłej infekcji, jeśli taka istnieje, jest nieznana.
Siedlisko
Leptospira , zarówno patogenna, jak i saprofityczna, mogą zajmować różnorodne środowiska, siedliska i cykle życia; bakterie te występują na całym świecie, z wyjątkiem Antarktydy. Wysoka wilgotność i neutralny (6,9-7,4) wartości pH są konieczne do przetrwania w środowisku, z wód stojących zbiorników-torfowisk płytkich jeziorach, stawach, kałuże itp samopoczucia naturalnym siedliskiem bakterii.
Odżywianie
Leptospira typowo hoduje się w temperaturze 30°C w pożywce Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris (EMJH), którą można uzupełnić 0,21% surowicą króliczą w celu zwiększenia wzrostu wybrednych szczepów. Wzrost patogennej Leptospira w sztucznym środowisku odżywczym, takim jak EMJH, staje się zauważalny po 4–7 dniach; wzrost szczepów saprofitycznych następuje w ciągu 2-3 dni. Minimalna temperatura wzrostu gatunków chorobotwórczych wynosi 13–15 °C. Ponieważ minimalna temperatura wzrostu saprofitów wynosi 5–10 °C, zdolność Leptospira do wzrostu w temperaturze 13 °C może być wykorzystana do odróżnienia saprofitycznych od patogennych gatunków Leptospira . Optymalne pH dla wzrostu Leptospira wynosi 7,2-7,6.
Leptospira to tlenowce, których głównym źródłem węgla i energii podczas wzrostu in vitro są długołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które są metabolizowane w procesie beta-oksydacji. Kwasy tłuszczowe dostarczane są w EMJH w postaci Tween . Cząsteczki kwasów tłuszczowych są wiązane przez albuminę w EMJH i są powoli uwalniane do podłoża, aby zapobiec jego toksycznej akumulacji.
Jak większość bakterii, Leptospira wymaga żelaza do wzrostu. L. interrogans i L. biflexa mają zdolność pozyskiwania żelaza w różnych formach. TonB zależny od receptora wymagane do utylizacji postaci żelaza żelaza zostały zidentyfikowane w L. biflexa , i ortolog receptora jest kodowane w genomie L. interrogans . L. interrogans może również pozyskiwać żelazo z hemu , który jest związany z większością żelaza w ludzkim ciele. HbpA heminy białko wiążące, które mogą brać udział w pobieraniu heminy , zidentyfikowano na powierzchni L. interrogans Chociaż innych patogennych gatunków Leptospira i L. biflexa brak HbpA jeszcze innym białkiem heminy wiążące LipL41, maj uwzględniają ich zdolność do wykorzystywania heminy jako źródła żelaza. Chociaż nie wydzielają one sideroforów , L. biflexa i L. interrogans mogą być zdolne do pozyskiwania żelaza z sideroforów wydzielanych przez inne mikroorganizmy.
Genom
Genom patogennej Leptospira składa się z dwóch chromosomów. Wielkość genomów serotypów L. interrogans Copenhageni i Lai wynosi około 4,6 Mb. Jednak genom L. borgpetersenii serowaru Hardjo ma rozmiar tylko 3,9 Mb z dużą liczbą pseudogenów, fragmentów genów i sekwencji insercyjnych w stosunku do genomów L. interrogans. L. interrogans i L. borgpetersenii mają 2708 genów, z których 656 to geny specyficzne dla patogenów. Zawartość guaniny z cytozyną (GC) wynosi od 35% do 41%. L. borgpetersenii serowar Hardjo jest zwykle przenoszony przez bezpośredni kontakt z zakażonymi tkankami, podczas gdy L. interrogans jest często przenoszony z wody lub gleby skażonej moczem zwierząt nosicieli, które mają Leptospira w nerkach. Duża liczba wadliwych genów i sekwencji insercyjnych w L. borgpetersenii Hardjo wraz ze słabą przeżywalnością poza gospodarzem i różnicami we wzorcach przenoszenia w porównaniu z L. interrogans sugeruje, że L. borgpetersenii ulega rozpadowi genomowemu, w którym pośredniczy sekwencja insercyjna, z trwającą utratą genów niezbędnych do przeżycia poza zwierzęciem gospodarzem.
Genotypowanie
Określanie sekwencji genomu kilka szczepów Leptospira doprowadziło do rozwoju typowania wielolocus VNTR (zmienna liczba powtórzeń tandemowych) i typowania wielomiejscowego sekwencji (MLST) w celu identyfikacji patogennych gatunków Leptospira na poziomie gatunku. Obie metody mogą potencjalnie zastąpić wysoce niejednoznaczną metodę serotypowania, która jest obecnie modna w identyfikacji szczepów leptospirali.
Zobacz też
Bibliografia
Zewnętrzne linki
Dane związane z Leptospira w Wikispecies
- Strona Leptospira w Kenyon College MicrobeWiki.
- Pasteur Institute — Leptospira Molecular Genetics Server
- " Leptospira " . Przeglądarka taksonomii NCBI . 171.