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술폴로부스목

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목차

1. 개요

술폴로부스목은 고균에 속하는 분류군으로, 현재 명명법에 따른 원핵생물 이름 목록(LPSN)과 국립 생명공학 정보 센터(NCBI)의 자료를 기반으로 분류된다. 16S rRNA 기반 계통 분류에서는 유황엽상균과로 분류되며, 유전체 기반 계통 분류에서는 16S rRNA 기반 분류와 다소 차이를 보인다. 술폴로부스과에는 술폴로부스속, 아키디아누스속, 메탈로스파이라속 등이 포함된다. 자외선과 같은 DNA 손상 유발 물질에 노출되면 세포 응집을 유도하며, 이는 세포 간의 DNA 교환 및 상동 재조합에 기여한다. 술폴로부스 종의 ups 오페론은 자외선 조사에 의해 유도되며, DNA 손상 반응을 제공한다.

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술폴로부스목 - [생물]에 관한 문서
기본 정보
"S. tengchongensis RT8-4"의 전자 현미경 사진
학명Sulfolobales
명명자Stetter 1989
하위 분류군 계급과(科)
하위 분류술폴로부스과
이명없음

2. 계통 분류

현재 통용되는 술포로부스목의 분류는 명명법에 따른 원핵생물 이름 목록(LPSN)[1] 및 국립 생명공학 정보 센터(NCBI)[2]의 자료를 기반으로 한다.

2. 1. 16S rRNA 기반 계통 분류

명명법에 따른 원핵생물 이름 목록(LPSN)과 국립 생명공학 정보 센터(NCBI)의 분류에 따르면,[1][2] 16S rRNA 기반 LTP_06_2022에서는 술포로부스목을 유황엽상균과로 분류한다.[3][4][5]

2. 2. 유전체 기반 계통 분류

명명법에 따른 원핵생물 이름 목록(LPSN)[1] 및 국립 생명공학 정보 센터(NCBI)[2]에 따르면 현재 통용되는 분류는 16S rRNA 기반 LTP_06_2022[3][4][5]에 기반한다. 53개 마커 단백질을 기반으로 하는 GTDB 08-RS214[6][7][8]에 따른 분류는 16S rRNA 기반 분류와 다소 차이를 보인다.

16S rRNA 기반 LTP_06_202253개 마커 단백질 기반 GTDB 08-RS214
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3. 하위 분류

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 solfataricus''의 세포 응집을 유도한다.[9] pH 또는 온도 변화와 같은 다른 물리적 스트레스는 응집을 유도하지 않으며, 이는 응집 유도가 DNA 손상에 의해 특이적으로 유발됨을 시사한다. Ajon 등[10]은 UV 유도 세포 응집이 높은 빈도로 염색체 표지자 교환을 매개한다는 것을 보여주었다. 재조합 속도는 유도되지 않은 배양의 속도보다 최대 세 자릿수까지 초과했다. Frols 등[9][11]과 Ajon 등[10]은 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 acidocaldarius''에서도 UV 조사는 유전자 교환으로 인해 재조합 빈도를 증가시킨다.[12]

4. 1. 세포 응집 및 DNA 교환

자외선, 블레오마이신, 마이토마이신 C와 같은 DNA 손상 유발 물질에 노출되면 ''Sulfolobus solfataricus''의 세포 응집을 유도한다.[9] 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.[9][10][11]

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 acidocaldarius''에서도 UV 조사는 유전자 교환으로 인해 재조합 빈도를 증가시킨다.[12]

4. 2. ''ups'' 오페론

''술폴로부스'' 종의 ''ups'' (UV 유도된 필루스) 오페론은 자외선 조사에 의해 매우 유도된다.[13] 이 오페론에 의해 암호화된 필루스는 세포 응집을 촉진하며, 이는 세포 간의 DNA 교환 및 상동 재조합에 필수적이다.[13]

''술폴로발레스 아시도칼다리우스 ups'' 오페론 연구에 따르면, 하류 유전자인 ''saci-1497''은 자외선 손상 DNA에 절단을 가하는 엔도뉴클레아제 III을 암호화하고, ''saci-1500''은 RecQ 유사 헬리케이스를 암호화하여 홀리데이 접합과 같은 상동 재조합 중간체를 풀 수 있다.[13] Saci-1497과 Saci-1500은 전달된 DNA를 주형으로 사용하는 상동 재조합 기반 DNA 복구 메커니즘에서 기능하는 것으로 제안되었다.[13] 따라서 ''ups'' 시스템은 상동 재조합과 결합하여 DNA 손상 위협으로부터 ''술폴로발레스''를 보호하는 DNA 손상 반응을 제공한다.[13]

참조

[1] 웹사이트 Sulfolobales https://lpsn.dsmz.de[...] List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) 2023-05-10
[2] 웹사이트 Sulfolobales https://www.ncbi.nlm[...] National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy database 2023-05-10
[3] 웹사이트 The LTP https://imedea.uib-c[...] 2023-05-10
[4] 웹사이트 LTP_all tree in newick format https://imedea.uib-c[...] 2023-05-10
[5] 웹사이트 LTP_06_2022 Release Notes https://imedea.uib-c[...] 2023-05-10
[6] 웹사이트 GTDB release 08-RS214 https://gtdb.ecogeno[...] 2023-05-10
[7] 웹사이트 ar53_r214.sp_label https://data.gtdb.ec[...] 2023-05-10
[8] 웹사이트 Taxon History https://gtdb.ecogeno[...] 2023-05-10
[9] 논문 UV-inducible cellular aggregation of the hyperthermophilic archaeon Sulfolobus solfataricus is mediated by pili formation https://pure.rug.nl/[...]
[10] 논문 UV-inducible DNA exchange in hyperthermophilic archaea mediated by type IV pili https://pure.rug.nl/[...]
[11] 논문 Reactions to UV damage in the model archaeon Sulfolobus solfataricus
[12] 논문 Genetic responses of the thermophilic archaeon Sulfolobus acidocaldarius to short-wavelength UV light
[13] 논문 DNA Processing Proteins Involved in the UV-Induced Stress Response of Sulfolobales
[14] 웹인용 NCBI taxonomy resources ftp://ftp.ncbi.nih.g[...] National Center for Biotechnology Information 2010-11-24


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