술폴로부스목

3.1. 술포로부스과 (Sulfolobaceae)

술폴로부스과는 술폴로부스목에 속하는 고균 과이다. 술폴로부스과에는 술폴로부스속( Sulfolobus), 아키디아누스속(Acidianus), 메탈로스파이라속(Metallosphaera), 스티기오로부스속(Stygiolobus), 술포디이코쿠스속(Sulfodiicoccus), 술푸리스파이라속(Sulfurisphaera), 술푸로코쿠스속(Sulfurococcus) 등이 있다. 술폴로부스속은 절대 호기성이며 S. acidocaldarius 등 3종을 포함한다. 아키디아누스속은 통성 혐기성이며, A. infernus 등 4종을 포함한다. 메탈로스파이라속은 절대 호기성이며, M. sedula 등 5종을 포함한다. 스티기오로부스속은 절대 혐기성이며, S. azoricus 1종만이 알려져 있다. 술포디이코쿠스속은 절대 호기성이며, S. acidiphilus 1종만이 알려져 있다. 술푸리스파이라속은 통성 혐기성이며, S. ohwakuensis 등 2종을 포함한다. 술푸로코쿠스속은 절대 호기성이며, S. mirabilis 등 2종을 포함한다.

4. DNA 전이

UV 조사, 블레오마이신, 또는 마이토마이신 C와 같은 DNA 손상 유발 물질에 대한 노출은 Sulfolobus solfataricus의 세포 응집을 유도한다. pH 또는 온도 변화와 같은 다른 물리적 스트레스는 응집을 유도하지 않으며, 이는 응집 유도가 DNA 손상에 의해 특이적으로 유발됨을 시사한다. Ajon 등은 UV 유도 세포 응집이 높은 빈도로 염색체 표지자 교환을 매개한다는 것을 보여주었다. 재조합 속도는 유도되지 않은 배양의 속도보다 최대 세 자릿수까지 초과했다. Frols 등과 Ajon 등은 UV 유도 DNA 전달 과정과 이후의 상동 재조합 수리가 염색체 무결성을 유지하는 중요한 메커니즘을 나타낸다고 가설을 세웠다. 이 반응은 세포 간의 DNA 전달과 관련이 있고 DNA 손상의 상동 재조합 수리를 유도하는 더 잘 연구된 세균 형질전환과 유사한 원시적인 형태의 성적 상호 작용일 수 있다. 또 다른 관련 종인 Sulfolobus acidocaldarius에서도 UV 조사는 유전자 교환으로 인해 재조합 빈도를 증가시킨다.

4.1. 세포 응집 및 DNA 교환

자외선, 블레오마이신, 마이토마이신 C와 같은 DNA 손상 유발 물질에 노출되면 Sulfolobus solfataricus의 세포 응집을 유도한다. pH나 온도 변화와 같은 다른 물리적 스트레스 요인은 응집을 유도하지 않는데, 이는 DNA 손상이 응집 유도의 특이적 요인임을 시사한다. UV 유도 세포 응집은 높은 빈도로 염색체 표지자 교환을 매개하며, 재조합 속도는 유도되지 않은 배양 조건에 비해 최대 세 자릿수까지 증가한다.

UV 유도 DNA 전달 및 상동 재조합 복구 과정은 염색체 무결성을 유지하는 중요한 메커니즘으로, 세포 간 DNA 전달과 DNA 손상의 상동 재조합 복구를 유도하는 세균 형질전환과 유사한 원시적인 형태의 성적 상호작용으로 간주될 수 있다. 또 다른 관련 종인 Sulfolobus acidocaldarius에서도 UV 조사는 유전자 교환으로 인해 재조합 빈도를 증가시킨다.

4.2. ''ups'' 오페론

술폴로부스 종의 ups (UV 유도된 필루스) 오페론은 자외선 조사에 의해 매우 유도된다. 이 오페론에 의해 암호화된 필루스는 세포 응집을 촉진하며, 이는 세포 간의 DNA 교환 및 상동 재조합에 필수적이다.

술폴로발레스 아시도칼다리우스 ups 오페론 연구에 따르면, 하류 유전자인 saci-1497은 자외선 손상 DNA에 절단을 가하는 엔도뉴클레아제 III을 암호화하고, saci-1500은 RecQ 유사 헬리케이스를 암호화하여 홀리데이 접합과 같은 상동 재조합 중간체를 풀 수 있다. Saci-1497과 Saci-1500은 전달된 DNA를 주형으로 사용하는 상동 재조합 기반 DNA 복구 메커니즘에서 기능하는 것으로 제안되었다. 따라서 ups 시스템은 상동 재조합과 결합하여 DNA 손상 위협으로부터 술폴로발레스를 보호하는 DNA 손상 반응을 제공한다.