Просмотр кода страницы Deinococcus radiodurans

{{Таксон
| image file  = Deinococcus radiodurans.jpg
| regnum      = Бактерии
| parent      = Deinococcus
| rang        = Вид
| latin       = Deinococcus radiodurans
| author      = (''ex'' Raj ''et al.'' 1960) Brooks and Murray 1981
| wikispecies = Deinococcus radiodurans
}}

'''''Deinococcus radiodurans'''''{{ref-la}} — [[Грамположительные бактерии|грамположительный]], [[Экстремофилы|экстремофильный]] [[Кокки|кокк]] рода ''{{нп5|Deinococcus||en|Deinococcus}}''. Является одной из самых устойчивых бактерий к действию [[Ионизирующее излучение|ионизирующего излучения]]<ref>{{cite pmid|16151108}}</ref>. Впервые был выделен из консервированного мяса, подвергнутого действию [[Гамма-излучение|гамма-излучения]] с целью изучения возможности [[Стерилизация (микробиология)|стерилизации]]<ref>{{статья |автор=Anderson A. W., Nordan H. C., Cain R. F., Parrish G., Duggan D. |заглавие=Studies on a radio-resistant micrococcus. I. Isolation, morphology, cultural characteristics, and resistance to gamma radiation |ссылка= |язык= |издание=Food Technol |тип= |год=1956 |volume= |номер=10 |pages=575—577 |doi= |issn=}}</ref>. Описан в 1960 году под названием ''Micrococcus radiodurans''<ref>{{cite pmid|14435920}}</ref>, переведён во вновь созданный род ''Deinococcus'' в 1981 году<ref>{{статья |автор=B. W. Brooks, R. G. E. Murray |заглавие=Nomenclature for “Micrococcus radiodurans” and Other Radiation-Resistant Cocci: Deinococcaceae fam. nov. and Deinococcus gen. nov., Including Five Species |ссылка=http://ijs.sgmjournals.org/content/31/3/353.full.pdf+html |язык= |издание= |тип= |год=1981 |volume=31 |номер=3 |pages=353—360 |doi=10.1099/00207713-31-3-353 |issn= }}{{Недоступная ссылка|date=2019-07|bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Разрабатываются способы использования ''Deinococcus radiodurans'' в биоочистке радиоактивно неблагополучных сточных вод.

== Биологические свойства ==

=== Морфология ===
Окрашивается по [[метод Грама|методу Грама]] положительно (хотя клеточная стенка имеет строение, типичное для грамотрицательных бактерий<ref>{{статья |автор=Embley, T. M., A. G. O’Donnell, R. Wait, J. Rostron. |заглавие=Lipid and cell wall amino acid composition in the classification of members of the genus Deinococcus. |ссылка= |язык= |издание=Syst. Appl. Microbiol. |тип= |год=1987 |volume= |номер=10 |pages=20-27 |doi= |issn=}}</ref><ref>{{cite pmid|5882498}}</ref>), неподвижный кокк диаметром 1,5—3,5 мкм. На микропрепаратах располагается по две или чаще четыре клетки, образуя тетрады. Не образует [[Капсула (бактериальная)|капсул]] и [[Споры бактерий|спор]]. Образует красный [[пигмент]]<ref name="Lottman">{{cite web |url=http://web.mst.edu/~microbio/bio221_2000/deinococcus_radiodurans.html |title=Tim Lottman. "Deinococcus radiodurans" |accessdate=2014-12-28 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090326055045/http://web.mst.edu/~microbio/BIO221_2000/Deinococcus_radiodurans.html |archivedate=2009-03-26 |deadlink=yes }}</ref>.

=== Культуральные свойства ===
Хемоорганогетеротроф, облигантный [[аэроб]]. Растёт на простых питательных средах. На [[Агар-агар|агаризованных]] питательных средах образует гладкие, выпуклые колонии от розового до красного цвета<ref name="Lottman" />. [[Штамм]]ы ''D. radiodurans'' выделялись из большого разнообразия субстратов: от помёта [[слон]]ов и почвы до арктических глыб и песков пустынь<ref>{{статья |автор=Ito H., Iizuka H., Takehisa M., Watanabe H. |заглавие=Isolation and identification of radiation-resistant cocci belonging to genus Deinococcus from sewage sludges and animal feeds. |ссылка= |язык= |издание=Agric Biol Chem. |тип= |год=1983 |volume= |номер=47 |pages=1239—1247 |doi= |issn=}}</ref><ref>{{cite pmid|5866032}}</ref>, поэтому нельзя говорить о каком-либо специфическом местообитании этого [[микроорганизм]]а<ref>{{cite pmid|9925627}}</ref>.

=== Геном ===
Уникальной особенностью генома ''D. radiodurans'' является то, что каждая кольцевая молекула [[ДНК]] генома представлена в нескольких копиях, и они образуют вместе переплетённые кольца, каждое кольцо содержит по нескольку копий одной молекулы ДНК. Другой уникальной особенностью ''D. radiodurans'' является наличие РНК-лигаз, способных сшивать молекулы [[РНК]] в гибридном комплексе РНК-ДНК<ref>{{cite pmid|15333634}}</ref><ref>{{cite pmid|17204483}}</ref>. Геном ''D. radiodurans'' штамма R1 представлен четырьмя молекулами ДНК: двумя [[хромосома]]ми и двумя [[плазмида]]ми — мегаплазмидой и малой плазмидой<ref>{{cite pmid|10567266}}</ref>. Известно также несколько плазмид, влияющих на резистентность к [[лизоцим]]у и допустимую температуру роста<ref>{{cite pmid|8016301}}</ref>. Микроорганизм имеет естественную компетентность к [[Трансформация (генетика)|трансформации]] чужеродной ДНК<ref>{{статья |автор=B. E. B. MOSELEY, JANE K. SETLOW |заглавие=Transformation in Micrococcus radiodurans and the ultraviolet sensitivity of its transforming DNA. |ссылка=http://www.pnas.org/content/61/1/176.full.pdf+html?ijkey=58033a47bbae803c7264d9b24e0541d24bef123b&keytype2=tf_ipsecsha |язык= |издание= |тип= |год=1968 |volume=61 |номер=1 |pages=176—183 |doi= |issn= |archivedate=2015-09-24 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150924163806/http://www.pnas.org/content/61/1/176.full.pdf+html?ijkey=58033a47bbae803c7264d9b24e0541d24bef123b&keytype2=tf_ipsecsha }}</ref>. Геном ''D. radiodurans'' весьма близок к геному ''[[Thermus aquaticus]]'', и сравнение геномов показывает дивергентные пути к адаптации к термофильности и устойчивости к радиации<ref>{{cite pmid|16242020}}</ref><ref>{{cite pmid|11238985}}</ref>.

== Устойчивость к действию ионизирующих излучений ==
''D. radiodurans'' широко известен своей высокой [[Радиорезистентные организмы|устойчивостью]] к действию [[ионизирующее излучение|радиации]], являясь одним из самых устойчивых к действию радиации организмов в мире — ''D. radiodurans'' способен выживать при дозе до 10000 [[Грей (единица измерения)|греев]]<!-- (для человека летальная доза радиации 5 Гр, для ''[[Escherichia coli]]'' — 200—800 Гр--><!-- было 2000 {{нет АИ|16|1|2015}})-->. Предположительно, высокая устойчивость к действию ионизирующего излучения возникла как следствие возникновения устойчивости к высушиванию, так как механизмы повреждения ДНК, а следовательно, и устойчивости к радиации и высушиванию сходны<ref>{{cite pmid|8550493}}</ref>, к тому же ''D. radiodurans'' синтезирует т. н. [[LEA-белки]], предотвращающие [[Агрегация клеток|агрегацию]] белков во время высушивания<ref>{{cite pmid|15631617}}</ref>.

Долгое время такой уровень устойчивости к действию радиации был не совсем понятен. Сейчас известно, что ''D. radiodurans'' хранит в [[Клетка|клетке]] по нескольку копий генома, упакованных в виде [[Тор (поверхность)|тора]] или колец<ref>{{cite pmid|12522252}}</ref>, дополнительные копии генома позволяют в точности восстановить геном после многочисленных одно- и двуцепочечных разрывов. Было также показано, что как минимум две копии генома при массированных двуцепочечных разрывах образуют полный геном при реассоциации образовавшихся фрагментов ДНК, затем идёт ресинтез поврежденных участков с гомологичных неповреждённых последовательностей, при этом образуется {{нп5|D-петля||en|D-loop}}, после этого происходит [[рекомбинация (биология)|рекомбинация]] между гомологичными последовательностями путём RecA-зависимой гомологичной рекомбинации. {{нп5|RecA||en|RecA}} ''D. radiodurans'' функционирует по пути, прямо противоположному таковому в клетках ''E. coli''; возможно, это — одна из причин чрезвычайной эффективности системы репарации ''D. radiodurans''<ref>{{cite pmid|12048253}}</ref>. Определённую роль в резистентности к действию радиации оказывает также присутствие особого белка, связывающегося с одноцепочечной ДНК и предположительно играющего роль в репликации повреждённой ДНК<ref>{{cite pmid|15159541}}</ref>, на радиорезистентность влияет также синтез белка DdrA, обеспечивающего целостность генома<ref>{{cite pmid|15361932}}</ref>. Белок IrrE, регулятор [[Экспрессия генов|экспрессии]] гена recA, также влияет на уровень устойчивости к действию радиации<ref>{{cite pmid|12399492}}</ref>. Микроорганизм имеет {{нп5|рибонуклеопротеины||en|Ribonucleoprotein}}, также оказывающие действие на устойчивость бактерии к [[Ультрафиолетовое излучение|ультрафиолетовому облучению]]<ref>{{cite pmid|10766734}}</ref>. Для защиты от окислительного стресса, сопровождающего действие ионизирующего излучения, ''D. radiodurans'' использует особый [[фермент]] {{нп5|Тиоредоксинредуктаза|тиоредоксинредуктазу|en|Thioredoxin reductase}}<ref>{{cite pmid|16880549}}</ref>, а также синтезирует [[Супероксиддисмутаза|супероксиддисмутазу]]<ref>{{cite pmid|15807266}}</ref>.

Известно несколько бактерий, сравнимых с ''D. radiodurans'' по устойчивости к радиации, включая некоторые виды ''{{нп5|Chroococcidiopsis||en}}'' ([[цианобактерии]]) и ''{{нп5|Rubrobacter||en}}'' ([[актиномицеты]]); среди [[Археи|архей]] подобными же свойствами обладает ''{{нп5|Thermococcus gammatolerans||en}}''<ref name=battista2>{{Cite pmid|16261171}}</ref>.

== Применение ==
Устойчивость к действию радиации ''D. radiodurans'' уникальны, он также весьма устойчив к неблагоприятным условиям окружающей среды, что делает этот микроорганизм пригодным для биоочистки радиоактивных отходов. Есть исследования по применению ''D. radiodurans'' в биоочистке радиоактивных загрязнений, в том числе содержащие растворённые ионы [[Ртуть|ртути]]<ref>{{cite pmid|10625398}}</ref>.
В 2003 году американские учёные показали, что ''D. radiodurans'' может быть использован в качестве средства хранения информации, которое может пережить ядерную катастрофу. Они перевели песню «Это маленький мир» ({{lang-en|It's a Small World}}) в ряд сегментов ДНК длиной в 150 пар нуклеотидов, внедрили их в бактерии, и были в состоянии получить их без ошибок 100 бактериальных поколений спустя<ref>{{cite news |title=Data stored in multiplying bacteria |first=Natasha |last=McDowell |url=https://www.newscientist.com/article/dn3243 |newspaper=[[New Scientist]] |date=2003-01-08 |accessdate=2011-04-01 |archivedate=2011-10-07 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111007221947/http://www.newscientist.com/article/dn3243 }}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Ссылки ==
* {{cite web|url=http://elementy.ru/news/430348|title=Разгадана тайна микроба, не боящегося радиации|date=2006-10-03|publisher=Элементы.ру|author=Александр Марков}} по материалам
** Ksenija Zahradka, et al. [https://www.nature.com/articles/nature05160 Reassembly of shattered chromosomes in Deinococcus radiodurans] // Nature. 2006. 27 September 2006.

{{Экстремофилы}}
{{Добротная статья|Бактериология}}

[[Категория:Deinococcus-Thermus]]
[[Категория:Кокки]]
[[Категория:Радиобиология]]