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嗜热菌（Thermophile），是一种极端微生物，在较高的温度（41至122°C（106至252°F））下生长 [1]。许多嗜热菌是古细菌 。 嗜热的真细菌被认为是最早的细菌之一。嗜热菌存在于地球的各种地热加热区域，例如黄石国家公园的温泉和深海热液喷口 ，以及腐烂的植物如泥炭沼和堆肥。它可以在高温下生存，而其他细菌如果暴露于相同温度下会受到损害，有时甚至被杀死。
命名
嗜热菌中的酶在高温下起作用。 其中的一些酶用于分子生物学 ，例如PCR中使用的taq聚合酶 。 “嗜热菌”源自希腊文 ： θερμότητα （ thermotita ），意为热； 希腊文 ： φίλια （ philia ），爱。
分类
嗜热菌可以以多种方式分类。 一种分类根据这些生物的最佳生长温度对其进行分类[2]：
- 简单的嗜热剂：50–64°C
- 极端高温菌65–79°C
- 80°C或更高，但不低于50°C的高温菌。
在相关的分类中，嗜热菌的分类如下：
兼性嗜热菌（也称为中等嗜热菌）可以在高温下，壮成长，但也可以在较低温度（低于50°C（122°F））下壮成长，而 专性嗜热菌（也称为极端嗜热菌）需要如此高的温度才能生长。 嗜热菌是特别极端的嗜热菌，其最佳温度高于80°C（176°F）。
以硫代替氧作为电子受体
许多超嗜热古生菌需要元素硫才能生长。 一些厌氧菌在细胞呼吸过程中使用硫代替氧作为电子受体 。一些是石蜡化酶 ，其氧化硫以产生硫酸作为能源，因此要求微生物适应非常低的pH值 （即，它既是嗜酸菌又是嗜热菌）。这些生物是通常与火山活动相关的高温，富含硫的环境中的居民，例如温泉，间歇泉和喷气孔。在这些地方，尤其是在黄石国家公园中，根据温度的优化对微生物进行了分区。通常，由于存在光合色素，这些生物是有色的。
嗜热与嗜温
嗜热菌可以从基因组特征中与嗜温菌区分开 。 例如，当将关联分析应用于嗜温和嗜热生物时，无论其系统发育，需氧量，盐度或栖息地条件如何，始终将某些签名基因编码区中的GC含量水平确定为与温度范围条件相关[3]。
基因转移与遗传交换
Sulfolobus solfataricus和Sulfolobus acidocaldarius是嗜热古细菌。 当这些生物暴露于DNA破坏剂紫外线辐射，博来霉素或丝裂霉素C时，会诱导出物种特异性细胞聚集。]在嗜酸链球菌中 ，紫外线诱导的细胞聚集以高频率介导染色体标记交换[4]，重组率比未诱导培养的重组率高三个数量级Frols。和Ajon等[5]。（2011）推测，细胞聚集可增强在Sulfolobus细胞之间的物种特异性DNA转移，从而通过同源重组来增强受损DNA的修复。 Van Wolferen等人[6]在讨论极端条件下高温嗜热菌中的DNA交换时指出，DNA交换可能通过同源重组在DNA修复中发挥作用。 他们认为，该过程在高温等DNA破坏条件下至关重要。 另外，有人提出，在Sulfolobus中进行DNA转移可能是性相互作用的一种原始形式，类似于研究更深入的细菌转化系统，这种细菌转化系统与细胞之间进行物种特异性DNA转移有关，从而导致DNA损伤的同源重组修复。
视频
参考资料
- ↑ 在122°C下细胞增殖，并在高压培养下由超嗜热甲烷菌素产生同位素重的CH4PNAS美国国家医学图书馆/国立科学研究院
- ↑ Stetter，K.（2006年）。 “发现第一批超嗜热菌的历史”。 极端微生物 。 10 （5）：357–362
- ↑ 以基因为中心的关联分析，用于鸟嘌呤-胞嘧啶含量水平与原核生物温度范围条件之间的相关性BMC生物信息学
- ↑ 由IV型菌毛介导的在超嗜热古细菌中的紫外线诱导的DNA交换大声笑/微生物
- ↑ ; 白色MF； Schleper C（2009年2月）。 “模型古细菌Sulfolobus solfataricus对紫外线损伤的反应”。 生化。 Soc。 反式 37 （Pt 1）：36–41
- ↑ van Wolferen M; 阿容M; Driessen AJ； Albers SV（2013年7月）。 “嗜高温菌如何适应改变生活：极端条件下的DNA交换”。 极端微生物 。 17 （4）：545–63