Galdieria sulphuraria -Galdieria sulphuraria

Galdieria sulphuraria
Vitenskapelig klassifisering redigere
(ikke rangert): Archaeplastida
Inndeling: Rhodophyta
Klasse: Cyanidiophyceae
Rekkefølge: Cyanidiales
Familie: Galdieriaceae
Slekt: Galdieria
Arter:
G. sulphuraria
Binomial navn
Galdieria sulphuraria
Merola, 1982

Galdieria sulphuraria er en ekstremofil encellede art av rødalger . Det er typen arter av slekten Galdieria . Det er kjent for sin brede metabolske kapasitet, inkludert fotosyntese og heterotrof vekst på over 50 forskjellige ekstracellulære karbonkilder. Medlemmene i klassen Cyanidiophyceae er blant de mest acidofile kjente fotosyntetiske organismer, og vekstforholdene til G. sulphuraria - pH mellom 0 og 4, og temperaturer opp til 56 ° C - er blant de mest ekstreme kjent for eukaryoter . Analyse av genomet antyder at dets termoacidofile tilpasninger stammer fra horisontal genoverføring fra arkea og bakterier , en annen sjeldenhet blant eukaryoter.

Historie og taksonomi

Publiserte beskrivelser av termosyreofile encellede alger dateres til midten av 1800-tallet. Den tidligste beskrivelsen av en organisme som tilsvarer den moderne G. sulphuraria ble utgitt i 1899 av en italiensk forsker, A. Galdieri, som ga den navnet Pleurococcus sulphurarius . Den taksonomi av thermoacidophilic alger ble revidert i 1982, som introduserte slekten Galdieria og ga organismen sin moderne betegnelse. G. sulphuraria er typen for denne slekten.

Gruppen som G. sulphuraria tilhører, Cyanidiophyceae , er den dypest forgrenende undergruppen av rhodophyta (røde alger), noe som betyr at de var de tidligste å avvike i evolusjonshistorien til denne gruppen.

Metabolisme

G. sulphuraria er kjent for sin ekstreme metabolske fleksibilitet: den er i stand til fotosyntese og kan også vokse heterotrofisk på et bredt utvalg av karbonkilder, inkludert forskjellige karbohydrater . Over 50 forskjellige karbonkilder som støtter vekst er rapportert. Nøye målinger av vekstmønsteret under laboratorieforhold antyder at det ikke er en ekte mixotrof som er i stand til å bruke begge energikildene samtidig; snarere foretrekker den heterotrofiske vekstbetingelser og nedregulerer fotosyntese etter utvidet eksponering for ekstracellulære karbonkilder. Analyse av G. sulphuraria fotosystem I- komplekset, en viktig fotosyntetisk komponent, antyder en struktur mellom de homologe kompleksene i cyanobakterier og planter .

Selv om de fleste røde alger bruke Floridean stivelse som et lagrings glukan , G. sulphuraria benytter en høyst uvanlig form av glykogen som er blant de mest sterkt forgrenede glykogener kjent, har meget korte grenlengder, og danner partikler med uvanlig lav molekylvekt . Disse egenskapene antas å være metabolske tilpasninger til ekstreme miljøforhold, selv om den nøyaktige mekanismen er uklar.

Habitat og økologi

G. sulphuraria er uvanlig for en eukaryot ved å være termosyrefil - det vil si i stand til å vokse ved både høy temperatur og lav pH . Den vokser godt i et pH-område på 0–4 og ved temperaturer opp til 56 ° C, nær de omtrent 60 ° C som noen ganger er oppgitt som det sannsynlige maksimum for eukaryotisk liv. Det tåler også høye saltkonsentrasjoner og giftige metaller. Den finnes i naturlige sure varme kilder , i solfatariske miljøer og i forurensede omgivelser; Det finnes også i endolittiske økosystemer , hvor lys er knappe og dets heterotrofiske metabolske kapasitet er spesielt viktig. Laboratorietester indikerer at det er i stand til aktivt å forsure miljøet.

Genom

Den G. sulphuraria genom inneholder bevis for utstrakt horisontal genoverføring (HGT) fra thermoacidophilic archaea og bakterier , forklarer opprinnelsen til dens tilpasning til dette miljøet. Minst 5% av proteomet er sannsynlig avledet fra HGT. Dette er svært uvanlig for en eukaryot; Det er relativt få velbegrunnede eksempler på HGT fra prokaryoter til eukaryoter.

Genomet til mitokondriene er også usedvanlig lite og har en veldig høy GC-skjevhet , mens genomet på plastider er av normal størrelse, men inneholder et uvanlig antall stammeløkkestrukturer . Begge disse egenskapene foreslås å være tilpasninger for organismenes polyextremofile miljø. Sammenlignet med Cyanidioschyzon merolae - en encellet termoacidofil rødalge som er obligatorisk fotoautotrof - inneholder G. sulphuraria genomet et stort antall gener assosiert med karbohydratmetabolisme og trans-membran transport.

Bioteknologi

På grunn av sin evne til å tåle ekstreme miljøer og vokse under mange forskjellige forhold, har G. sulphuraria blitt vurdert for bruk i bioremedieringsprosjekter . For eksempel er det testet for evnen til å gjenvinne edle metaller , gjenvinne sjeldne jordmetaller og fjerne fosfor og nitrogen fra forskjellige avfallsstrømmer.

Referanser

Eksterne linker