A Microbial Biorealm page on the genus Chlorobium
Classification
Higher order taxa:
Bacteria; Bacteroidetes/Chlorobi group; Bacteroidetes; Chlorobi; Chlorobia; Chlorobiales; Chlorobiaceae
Species:
Chlorobium ferrooxidans, Chlorobium limicola, Chlorobium phaeobacteroides, Chlorobium phaeovibraoides, Chlorobium sp.
NCBI: Taxonomy Genome
Description and Significance
Chlorobium tepidum is a thermophilic green sulfer bacteria originally isolated from a New Zealand hot spring. This type of bacterium has special light-harvesting complexes called chlorosomes that contain bacteriochlorophylls and carotenoids. Le chlorobium pousse dans des tapis denses au-dessus des sources chaudes ainsi que dans d’autres boues chaudes et plans d’eau contenant suffisamment d’hydrogène sulfuré (utilisé par C. tepidum comme donneur d’électron). C. tepidum est un modèle précieux pour les bactéries du soufre vert car il est facilement cultivé et naturellement transformable.
Structure du génome
Le génome du chromosome circulaire unique de C. tepidum est de 2 154 946 pb et a été le premier séquencé dans le phylum Chlorobia. De nombreux gènes se sont avérés très conservés parmi les espèces photosynthétiques et ne semblaient pas avoir de fonction claire chez C. tepidum; cependant, on pense que ces gènes jouent des rôles spécifiques dans la photosynthèse ou la photobiologie. L’analyse phylogénomique et la comparaison ont montré que C. tepidum contient des duplications de gènes impliqués dans les voies biosynthétiques de la photosynthèse et du métabolisme du sulfure et de l’azote. Ces méthodes ont également montré des similitudes génétiques entre les processus métaboliques de C. tepidum et de nombreuses espèces archéennes (Eisen et al. 2002) . Trois autres espèces sont actuellement séquencées et sont en cours d’assemblage. Ce sont Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
Structure cellulaire et métabolisme
Le chlorobium est une cellule à Gram négatif. Chlorobium sp. peut de longues chaînes de cellules presque sphériques. Certaines souches peuvent former des bobines de cellules en forme de C. Chlorobium tepidum vit de la photosynthèse anoxygénique et produit du soufre élémentaire comme déchet. C. tepidum dépose le sulfure élémentaire en dehors de ses cellules contrairement à Chromatium et Thiothrix, deux autres bactéries productrices de sulfures. De plus, ils peuvent photooxidifier l’hydrogène ainsi que d’autres composés soufrés tels que le sulfure, le polysulfure et le thiosulfate. Ils sont également autotrophes obligatoires.
Le principal organite d’antenne de collecte de lumière, qui utilise l’énergie électromagnétique pour alimenter ces processus, chez C. tepidum est le chlorosome, qui se compose de bactériochlorophylle c hautement agrégée et de caroténoïdes entourés d’une enveloppe lipidique-protéique. Cette structure ovoïde est différente de la plupart des autres organismes phototrophes. (Cependant, ils sont similaires à une structure contenue dans la famille phylogénétiquement éloignée des Chloroflexaceae.) Les chlorosomes ont une longueur de 70 à 180 nm et une largeur de 30 à 60 nm. Comme on peut le voir sur l’image en haut de cette page, ils sont attachés aux centres de réactions de la membrane cytoplasmique.
L’oxydation du sulfure en soufre a été étudiée dans le passé chez C. limicola comme un biocatalyseur possible pour éliminer les gaz acides produits par l’hydrotraitement des combustibles fossiles. La formation de soufre à partir du sulfure, dans lequel le sulfure agit comme substrat réducteur, apparaît comme suit (Douglas, et al. 1985):
Pour voir une liste de certaines des voies métaboliques qui se produisent dans C. tepidum, visitez l’Institut de biologie des systèmes ou visitez une liste des gènes qui contrôlent les voies métaboliques connues à la cyanobase.
Écologie
C. tepidum est une bactérie de soufre verte qui pousse généralement dans un tapis dense au-dessus des sources chaudes. On les trouve également dans les eaux anoxiques et riches en sulfures, la boue et les sédiments. Ils poussent mieux à des températures comprises entre 40 et 50 degrés Celsius et à un pH compris entre 6,0 et 4,5.
La composition bactérienne phototrophe d’un tapis bactérien ou dans n’importe quel plan d’eau dépend généralement de la qualité et de la longueur d’onde de la lumière que l’eau reçoit. Les facteurs qui influent sur cela sont les algues qui filtrent la lumière et le terrain entourant la source chaude, la boue ou le plan d’eau. Les bactéries de différents pigments capturent différentes longueurs d’onde de la lumière; par conséquent, le chlorobium et d’autres bactéries soufrées vertes comme le Chromotium, ainsi que d’autres bactéries phototrophes, peuvent être trouvés répartis dans leur environnement d’une manière qui leur permet de survivre et de rivaliser efficacement les uns avec les autres. En plus de la qualité de la lumière, C. tepidum et d’autres bactéries soufrées vertes ont besoin de quantités suffisantes de sulfure d’hydrogène ou d’autres donneurs d’électrons de ce type pour leurs voies photosynthétiques uniques (Montesinos et al.1983).
À cause de C. la capacité de tepidum à croître en basse lumière et en oxygène (pendant les premiers jours de la terre où il y avait des niveaux élevés de lumière U.V) les chercheurs pensent que c’est là que la photosythèse peut avoir ses origines.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka et Anna Srnak. 1985. « Contrôle du métabolisme oxydatif du sulfure de Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum. » Microbiologie appliquée et environnementale, Vol. 49, no 2. Société américaine de microbiologie. 269-272.
CyanoBase: À propos du Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. « La séquence complète du génome de Chlorobium tepidum TLS, une bactérie photosynthétique anaérobie au soufre vert. » Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 99, No 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella et Isabel Esteve. 1983. « Ecology and physiology of the competition for light between Chlorobium limicola and Chlorobium phaeobacteroides in natural habitats. » Microbiologie appliquée et environnementale, Vol. 46, No 5. Société américaine de microbiologie. 1007-1016.
PennState: Recherche sur Chlorobium tepidum au laboratoire Bryant