Myxobakteerit (limabakteerit) – maaperän parvina liukuvat proteobakteerit

Myxobakteerit (limabakteerit) – maaperän parvina liukuvat proteobakteerit: suurigenomiset soluyhteisöt, jotka tuottavat entsyymejä ja tehokkaasti hajottavat orgaanista ainesta.

Myxobakteerit ("limabakteerit") ovat bakteeriryhmä, joka elää yleensä maaperässä. Ne käyttävät ravinnokseen liukenemattomia orgaanisia aineita. Niiden genomit ovat muihin bakteereihin verrattuna hyvin suuria. Myxobakteerit kuuluvat proteobakteerien delta-ryhmään, joka on suuri gramnegatiivisten muotojen ryhmä.

Myxobakteerit liikkuvat liukumalla pinnalla. Ne liikkuvat parvissa, joissa monet solut pysyvät yhdessä solujen välisten molekyylisignaalien avulla. Parvi tuottaa solunulkoisia entsyymejä ruoan sulattamiseksi. Tämä lisää ravinnon tehokkuutta.

Elinympäristö ja ravinto

Myxobakteereja tavataan yleisesti kosteissa maaperissä, lehtikerrostumissa ja muissa orgaanista ainesta sisältävissä ympäristöissä. Ne eivät tavallisesti elä yksin liuenneissa ravinteissa, vaan hajoittavat vaikeasti pilkottavia biopolymereja kuten selluloosaa ja proteiineja erittämällä ulkoisia entsyymejä. Tämän entsymaattisen hajotustyön jälkeen vapautuneet pienemmät aineet hyödynnetään yhteisesti parvessa.

Liikkuminen ja sosiaalinen käyttäytyminen

Myxobakteerien liukuminen on erilaista kuin ripsellisten tai siimaisten mikro-organismien liike. Yleisimmät liikkumismekanismit ovat:

• Adventurous (A) -motiliteetti: yksittäisen solun liukuminen, joka liittyy solukalvon ja substraatin välisten kiinnityspisteiden sekä limoerityksen toimintaa muistuttaviin rakenteisiin.
• Social (S) -motiliteetti: parvessa tapahtuva koordinoitu liike, jossa monet solut liikkuvat yhdessä käyttäen mm. tyypin IV pili-systeemejä ja limaa ("slime") vetäytymiseen ja koossapysymiseen.

Nämä liikkumismekanismit yhdessä solujen välisen viestinnän kanssa mahdollistavat tehokkaan saalistuksen, ravinnon keräyksen ja monimutkaisten rakenteiden, kuten hedelmäkappaleiden, muodostamisen.

Kehitys, aggregaatio ja hedelmäkappaleet

Kun ravintoa on vähän, myxobakteerit aloittavat kehittymisprosessin jossa yksittäiset solut kokoontuvat aggregaatioiksi ja muodostavat näkyviä hedelmäkappaleita (fruiting bodies). Näissä rakenteissa monet solut erilaistuvat kestäviksi, lepovaiheen muistuttaviksi myxosporeiksi, jotka kestävät kuivuutta ja muita ympäristöstressoreita. Kun olosuhteet paranevat, myxosporit voivat germinoida ja antaa alkunsa uusille soluryhmille.

Genomi ja aineenvaihdunta

Myxobakteerien genomit ovat usein poikkeuksellisen suuria bakteereiksi, mikä heijastuu niiden kyvyssä koodata lukuisia signaalinvälityksen, liikkuvuuden, entsyymien ja toisaalta sekundaarimetabolian synteesiin liittyviä geenejä. Tästä syystä ne tuottavat monia bioaktiivisia yhdisteitä, kuten antibiootteiksi ja entsymaattisiksi katalyytteiksi kiinnostavia molekyylejä.

Ekologinen ja biotekninen merkitys

• Ekologisesti myxobakteerit ovat tärkeitä hajottajia ja mikrobiologisen ravintoverkon säätelijöitä — ne voivat saalistaa muita bakteereja ja vaikuttaa mikrobi-yhteisöjen rakenteeseen.
• Bioteknologiassa niiden tuottamat sekundaarimetaboliitit ovat tutkimuskiinnostuksen kohteena uusien antibioottien ja muiden lääkkeellisten yhdisteiden löytämiseksi.
• Myxobakteerit toimivat myös mielenkiintoisena mallina yhteisölliselle käyttäytymiselle, solujen väliselle viestinnälle ja monisoluisuutta muistuttavalle kehitykselle.

Tutkimus ja viljely

Myxobakteereja voidaan eristää maaperästä ja kasvattaa laboratorio-olosuhteissa erityisillä ravintoainealustoilla. Viljelyssä käytetään usein saalistettavia bakteereja tai orgaanista ainesta, jota myxobakteerit pystyvät hajottamaan. Tutkimuksessa hyödynnetään erilaisia mikroskopian ja genomianalyysien menetelmiä seurattaessa parvien muodostumista, solujen erilaistumista ja metabolisten polkujen toimintaa.

Yhteenveto

Myxobakteerit ovat monimuotoinen ja ekologisesti merkittävä ryhmä gramnegatiivisia proteobakteereja, joille on ominaista liukuminen, parvissa eläminen sekä kyky muodostaa kestäviä hedelmäkappaleita ja myxosporeruumiita. Niiden laajat genomit, rikas entsymaattinen repertuaari ja kyky tuottaa bioaktiivisia yhdisteitä tekevät niistä sekä perustutkimuksen että soveltavan bioteknologian kiinnostuksen kohteen.

Hae kirjaimella