Морские бактериофаги

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Морски́е бактериофа́гивирусы, живущие в морских бактериях, например, цианобактериях[1]. Их существование было определено с использованием методов электронной микроскопии и эпифлуоресцентной микроскопии образцов воды и последующим метагеномным обследованием невыращеваемых образцов вирусов[1][2]. Хвостатые бактериофаги доминируют в морских сообществах по численности и разнообразию представителей[1]. Однако известно, что вирусы, относящиеся к семействам Corticoviridae[3], Inoviridae[4] и Microviridae[5] также могут поражать морские бактерии. Согласно данным метагеномики, микровирусы (икосаэдрические оцДНК-фаги) лишь частично преобладают в водных средах[5].

Бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии — были открыты в начале двадцатого столетия. В настоящее время учёные сходятся на том, что их важность в экосистемах, в частности, морских экосистемах, была недооценена[6].

Морские фаги[править | править вики-текст]

Морские бактериофаги, похоже, являются наиболее многочисленной и разнообразной формой реплицирующихся молекул ДНК на планете. На миллилитр океанской воды приходится 5 × 107 фагов[7]. HTVC010P поражает одну из самых распространённых морских бактерий, Pelagibacter ubique, из клады SAR11. Они могут глобально воздействовать на биохимические циклы, регулировать биологическое разнообразие микробов, круговорот углерода в морских пищевых цепях и играют важную роль в предотвращении чрезмерного повышения численности бактерий[8]. Учёные исследуют возможное значение цианофагов для предотвращения и прекращения эвтрофикации.

В донных отложениях[править | править вики-текст]

Морские бактериофаги составляют важную часть глубоководных экосистем. На один квадратный метр глубоководного морского дна приходится от 5 × 1012 до 1 × 1013 фагов, а их численность связана с численностью прокариот в донных отложениях. Они вызывают гибель почти 80% прокариот, обитающих в донных отложениях, и практически во всех случаях причиной гибели является лизис клеток. По этой причине бактериофаги играют важную роль в переводе питательных веществ из живущих организмов в разложенное органическое вещество и прочие продукты. Это объясняет высокий оборот питательных веществ на дне океана. Высвобождение питательных веществ из инфицированных бактерий вызывает рост неинфицированных бактерий, которые потом также становятся заражёнными бактериофагом. Из-за важности донных отложений в биохимических круговоротах морские бактериофаги влияют на круговороты углерода, азота и фосфора, однако то, как именно они оказывают своё воздействие, пока не ясно[7].

Круговорот углерода[править | править вики-текст]

Морские вирусы могут играть важную роль в круговороте углерода, повышая эффективность биологических насосов. Лизис высвобождает нестабильные соединения, например, аминокислоты и нуклеиновые кислоты, которые быстро распадаются вблизи поверхности воды; однако более трудно распадающийся углеродсодержащий материал, как, например, входящий в клеточные стенки, вероятно, отправляется на дно океана. Поэтому материал, отправляемый вирусами на дно, более богат углеродом, чем тот, из чего он был получен. Это может повышать эффективность биологического насоса[9].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Mann, NH (2005-05-17). «[7885/3/5/pdf/10.1371_journal.pbio.0030182-S.pdf The Third Age of Phage]». PloS Biol (Public Library of Science) 3 (5): 753–755. DOI:10.1371/journal.pbio.0030182. PMID 15884981. Проверено 2008-03-31.
  2. Wommack, K. Eric; Russell T. Hill, Terri A. Muller, and Rita R. Colwell (April 1996). «Effects of sunlight on bacteriophage viability and structure». Applied and Environmental Microbiology (American Society for Microbiology) 62 (4): 1336–1341. PMID 8919794.
  3. Krupovic M, Bamford DH (2007). «Putative prophages related to lytic tailless marine dsDNA phage PM2 are widespread in the genomes of aquatic bacteria». BMC Genomics 8: 236. DOI:10.1186/1471-2164-8-236. PMID 17634101.
  4. Xue H, Xu Y, Boucher Y, Polz MF (2012). «High frequency of a novel filamentous phage, VCY φ, within an environmental Vibrio cholerae population». Appl Environ Microbiol 78 (1): 28–33. DOI:10.1128/AEM.06297-11. PMID 22020507.
  5. 1 2 Roux S, Krupovic M, Poulet A, Debroas D, Enault F (2012). «Evolution and diversity of the Microviridae viral family through a collection of 81 new complete genomes assembled from virome reads». PLoS One 7 (7): e40418. DOI:10.1371/journal.pone.0040418. PMID 22808158.
  6. Kellogg, CA; JB Rose, SC Jiang, and JM Thurmond, and JH Paul (1995). «Genetic diversity of related vibriophages isolated from marine environments around Florida and Hawaii, USA». Marine Ecology Progress Series (Inter-Research Science Center) 120 (1–3): 89–98. DOI:10.3354/meps120089.
  7. 1 2 Danovaro, Roberto; Antonio Dell'Anno1, Cinzia Corinaldesi1, Mirko Magagnini, Rachel Noble, Christian Tamburini & Markus Weinbauer (2008-08-28). «Major viral impact on the functioning of benthic deep-sea ecosystems». Nature 454 (7208): 1084–1087. DOI:10.1038/nature07268. PMID 18756250. Проверено 2009-05-03.
  8. Waldor M Phages: their role in bacterial pathogenesis and biotechnology. — Washington DC: ASM Press, 2005. — P. 450. — ISBN 978-1-55581-307-9.
  9. Suttle CA (October 2007). «Marine viruses—major players in the global ecosystem». Nature Reviews. Microbiology 5 (10): 801–12. DOI:10.1038/nrmicro1750. PMID 17853907.