Taxonomie Životní cyklus Morfologie Aktinomycety Agromyces ramosus IFO 13899 Actinosynnema mirum Pseudonocardiaceae Frankia sp. ''Other genera'' Kitasatospora setae KM-6054 Streptomycetaceae Catenuloplanes japonicus Micromonosporaceae Nocardia farcinica multilokulární sporangium spory synemata Actinomycetales ØJiný význam než Actinomyces !! ØHeterogenní seskupení G+ mikroorganismů Øvysoký obsah G+C (55% a více) ØRodová taxonomie: • morfologie – kolonií, mycelia, sporangií, spor • chemotaxonomie - podle složení PG (tetrapeptid: meso-DAP, L forma DAP) a cukrů v buněč. hydrolyzátu pomocí 1 směrné papírové chromatografie Ø • arabinóza, xylóza, maduróza, ramnóza, fukóza Actinomycetales - řád •Jiný význam než Actinomyces!! • = rod řádu Actinomycetales • Actinomyces israeli Nesporulující, anaerobní Tyčinky tvoří vlákna s pravým větvením Ústní dutina člověka • Ø Ønokardioformní aktinomycety Ø Øaktinomycety s multilokulárními sporangii Ø ØActinoplanetes Ø Østreptomycety Ømaduromycety Ø ØThermomonospora a příbuzné aktinomycety Ø ØTermoaktinomycety…. Actinomycetales - 30 čeledí Actinomycetales •Růst: •naprosto odlišný od běžného binárního dělení ostatních bakterií: prodlužování vláken, často s větvením, aniž by došlo k dělení buněk •dlouhá vlákna s mnohočetnou kopií genomu •následuje separace septy – sporadická a bez jasného vzorce •Nocardia – omezený vláknitý růst - fragmentace Actinomycetales •Reprodukce: •několik mechanismů Øfragmentace hyf na haploidní sférické buňky (nokardioformní) Ønebo diferenciace vzniklých fragmentů na spory (ostatní) Actinomycetales • Genom Ø cirkulární nebo lineární Ø 2x větší než E.coli Ø plazmidy – bohaté na G+C, do 30ti kopií • 10 – 40kb • kódují produkci specif. metabolitů, antibiotik, biodegradační schopnosti Actinomycetales •Ekologie: •výskyt hl. v půdě, vodě, sedimentech, GIT • 1 milion buněk / gram půdy (okysličené) •Dekompozice organických látek (fenol, celulóza, lignocelulóza) •Komenzálové teplokrevných živočichů •Parazité - Nocardia, Streptomyces somaliensis, Rhodococcus • • Odolné vůči vysychání; sekundární metabolity Actinomycetales - morfologie •Větvená vlákna – hyfy • - tvoří stabilní nebo rozpadavé mycelium • - rozpad mycelia – reprodukční fce •Charakteristika: • reprodukční (ne klidové) organely: spory • - jednotlivě nebo ve sporangiích, řetízcích - počet • - na S nebo V myceliu nebo na obou • - hodnocení povrchu, tvaru, pohyblivosti… •Mycelium – může se větvit, fragmentovat, konidie • – substrátové (S), povrchové, vzdušné (V) • Až několik cm nad agar Zarůstá do agaru Actinomycetales • Charakteristiky: • - přítomnost, tvar spor (S a V mycelium), i pohyblivé • - tvorba a tvar sporangií – váčky se sporami na V.M. / S.M. • - charakter mycelia - stabilní nebo rozpadavé, S.M., V.M. • - pigmentace - změna během růstu! • - zbarvení vzušného a substrát.mycelia • - zbarvení spor - délka kultivace – několik dní, pevné i tekuté medium, vyzrálé vzdušné mycelium se sporami 7- 14dní -Další specializ.strukt.: sclerotia (součást mycelia streptomycet - zásob. funkce – lipidy), multilokulární sporangia (Frankia), synemata (Actinosynema) Mycelium •Stabilní nebo dočasné (rozpad: Oerskovia) •Současně S.M. i V.M. •Nebo jen S.M. – nejčastěji •Nebo jen V.M. – Sporichthya • •V.M. – zpočátku bílé, • později zbarveno podle spor Streptomyces coelicolor Nokardioformní aktinomycety •Slabá acidorezistence •(při odbarvování slabými kyselinami, kyselým alkoholem se odbarvují) •hydroxylované mykolové kyseliny (22 – 90 C) u rodů: • Nocardia – 46 – 60 C • Rhodococcus – 34 – 52 C • Tsukamurella – 48 – 66 C • – i silně acidorezistentní • Gordonia – 64 – 78 C Růstový cyklus: vláknité buňky se rozpadají (fragmentují) na kokoidní částice, z těch znovu vyrůstají vláknité buňky Nokardioformní aktinomycety •4 podskupiny •Název podle: • nestálé mycelium rozpadající se do koků •Někdy vzdušné mycelium •Rodová diferenciace na základě složení B.S. •Nocardia •Rhodococcus – málo V.M. •Gordonia – bez V.M. •Tsukamurella Půda, voda, hnůj, T.S., klin.mat Nocardia, kožní léze Nocardia farnicia N. asteroides Drsné kolonie Lpí na mediu Pigmentované Vzdušné hyfy ano N. asteroides, Gramovo barvení - plíce Nocardia Rhodococcus equi Kinyoun modified acid-fast stain Sputum, 100X Koky uvnitř makrofágů Gramovo barvení Kokobacily, tyčinky málo vzdušné mycelium kb134 rhodococcusscan RC271 cellwall R. ruber V49. Rhodococcus sp. R. aetherivorans R. aetherivorans SEM TEM TEM Degradativní enzymy – fenol Rhodococcus Aktinomycety s multilokulárními sporangii • netvoří V.M. • vzniká několik řad pohyblivých •nebo nepohyblivých spor – výstupky! • Geodermatophilus – pokožka savců, • septa – ve 3 rovinách • Frankia – fixace vzdušného dusíku • - nepravidelný tvar sporangií • - kultivačně náročná • Hlízkovitá sporangia: masa spor je výsledkem dělení ve více rovinách Frankia sp. Frankia sp. Frankia sp. Actinoplanetes - půda, voda, sedimenty, T.S. hmyzu •Růstový cyklus – střídání přisedlého a pohyblivého stadia, adaptace na vodu • přisedlé stadium • – vegetativní mycelium a sporangia, • nerozpadavé, V.M. zřídka • pohyblivé stadium – spory – voda • někdy spory va koncích hyf – bez sporangia • Actinoplanes, Ampullariela, Micromonospora • • Dactylosporangium Actinoplanes Streptomycety • B.S.: L-amino DAP a glycin • komplexní růstový cyklus, zřídka fragmentace hyf • produkce sekundárních metabolitů • rozklad lignocelulóz • Streptomyces - saprofyté • Streptoverticillium • Kineosporia • Intrasporangium • Streptomyces coelicolor A3(2) •Antibiotika •Protinádorové ATB – bleomycin •Hlístopudné látky: • avermectin, milbemycin •Herbicidy – tripeptid bialafos, herbimycin •Imunosupresiva - • FK 506 (tacrolimus) (Streptomyces tsukubaensis) •Aditiva do krmiv – PP ATB nosiheptid •Degradativní enzymy Streptomycety Maduromycety • meso-DAP + maduróza (hl.cukr) • stabilní větvené mycelium, nerozpadá se • spory –2, řetízky nebo sporangia • Actinomadura – řetízky spor, ostře červený pigment, 10 – 60°C, klin mat. (pokud cílený dk) • - „Madura foot“ Phaeoacremonium inflatipes Madurella mycetomatis Fusarium Nocardia brasiliensis Streptomyces somaliensis Ohraničený zánět způsobený plísní Thermomonospora a příbuzné aktinomycety • meso – DAP, 40 – 48 °C • kompost a hnůj • všechny rody V.M. • Úloha při rozkladu org.materiálu: • - xylany a celulóza – dekompozice • - nejaktivnější prokaryota rozkládající celulózu • náročné na kultivaci – vitamíny, AMK • Thermomonospora – nepohyblivé aleuriospory • = vznikají zduřením terminální nebo laterální b. hyfy Thermomonospora formosensis Thermoaktinomycety • tvoří pravé endospory (obsahují dipikolinovou kys.), výskyt jednotlivě v hyfách V.M. i S.M. • spory extrémně dlouho životaschopné • i v jiných vlastnostech velmi podobné bacilům •(meso-DAP v BS, nenasycené •menachinony se 7-9 •izoprenoidními jednotkami) • růst 50 – 60 °C • kompost, obilí • Thermoactinomyces • Další čeledě •Micrococcaceae • Sanguibacteraceae • Brevibacteriaceae • Cellulomonadaceae • Dermabacteraceae • Corynebacteriaceae • Propionibacteriaceae • Mycobacteriaceae Luteococcus japonicus Micrococcus, Microbacterium Nesporulující Žluté kolonie PG: LL DAP Kineococcus aurantiacus Micrococcus, Microbacterium Pohyblivé koky Nesporulující Tetrády nebo neprav.shluky. Oranžové drsné kolonie. PG: meso-DAP • [USEMAP] • The colony morphology is smoother and they are non-adherent ( they do not produce "cord factor") The surface texture of the colony is rough due to the fact that the organisms adhere to each other strongly It's growth is similar to that of Mycobacterium kansasii - smooth and non-adherent but it is nonpigmented under both dark and light conditions Charakter mycelia Geodermatophilus sp. Aktinomycety s mnohopouzdernými sporangii Sporangia hlízkovitého tvaru – s krychlovitými buňkami, rozpadavé Netvoří vzdušné ani substrátové mycelium Morfologie spor: výstupky, i bičíky PG: meso – DAP Formuje stélky čtvercovitých a kokovitých b. Časná stadia růstu: zoospory, pučící buňky, pseudomycelium, příčná septa… Streptomyces sp. Streptomycetaceae Šedobílé vzdušné mycelium s rovnými řetízky spor. antimycin Streptomyces verticillus Streptomycetaceae Vzdušné mycelium – větvené vegetativní hyfy, tvoří závity. Protinádorové ATB bleomycin – GP Chemoterapie karcinomu buněk dlaždicového epitelu a maligního lymfomu. Streptomyces roseoverticillatus Streptomyces avermitilis Streptomyces coelicolor Červené ATB (undecylprodigiosin a modrý actinorhodin). Vzdušné hyfy tvoří spirály před vznikem řetízků desítek spor. Kmen A3(2) - genetické studie. S. azureus Nocardia asteroides Nokardioformní aktinomycety Vzdušné mycelium Nocardia brasiliensis Nocardia brevicatena Krátké řetízky spor, S i V mycelium se septy - fragmentace Sporichthya polymorpha ''Other genera'' Nažloutlé kolonie Vzdušné mycelium Bez substrátového! Buňky po fragmentaci pohyblivé. Rhodococcus equi Větvící se vlákna buněk - časná fáze růstu Fragmentace – kokotyčky, koky- pozdní fáze Bez vzdušného mycelia Enzym degradující glykosfingolipid Oerskovia turbata - Cellulomonas Cellulomonadaceae Žluté kolonie Netvoří vzdušné mycelium Mladé vegetativní hyfy – vláknité, silně větvené. Později fragmentují v pohyblivé tyčky Actinosynnema mirum Pseudonocardiaceae Fragmentací hyf – kulaté pohyblivé spory Synemata Actinomadura libanotica Thermomonosporaceae Vztyčený svazek hyf nesoucí spory. Znatelná fúze hyf. Streptomyces noursei •Streptomyces ``Streptomyces cattleya'' Streptomyces hygroscopicus subsp. aureolacrimosus Actinomadura rugatobispora Zelené vzdušné mycelium Saccharomonospora viridis Pseudonocardiaceae Jednotlivé aleuriospory hustě podél vzduš.hyf, přisedlé nebo na krátkých sporoforech. Farmářské plíce Charakter spor „Saccharopolyspora interjecta“ Pseudonocardiaceae Vzdušné i substrát.mycelium nese krátké řetízky terminálních spor. Produkce ATB chloropolysporinů Konidie – nepohlavní spory 1, 2, řetízky –dlouhé, krátké (<20) Charakter spor Catenuloplanes japonicus Micromonosporaceae Žluté až nahnědlé S mycelium Kulaté spory – fragmentací V mycelia Mají hladký povrch, bičík Actinoplanes sp. Micromonosporaceae Spory – kulaté nebo elipsoidní Pohyblivé svazkem polárních bičíků Verrucosospora gifhornensis Na substrátovém myceliu jednotlivé spory s výrůstky. Oranžový pigment. Bez vzdušného mycelia. Thermomonospora formosensis Thermomonosporaceae Spory s bradavčitými výrůstky Na substrátovém i vzdušném myc. Kolonie: růžové až oranžové Vzdušné mycelium: bílé Charakter spor Actinomadura echinospora Thermomonosporaceae Spory: trnité výběžky Charakter spor Actinomadura luteofluorescens Thermomonosporaceae Segmenty mezi sporami U rodu obecně chudší růst, kratší řetízky a větší spory než u streptomycet Microbispora rosea Streptosporangiaceae Dvojice spor – V mycelium Krátký sporofor Glycomyces rutgersensis 'Other genera' Vzdušné mycelium Fragmentací – čtvercové, cylindrické spory různé délky a šířky Charakter spor Nocardia brevicatena Kulaté, ovoidní až nepravidelné spory Microtetraspora salmonea - Nonomuraea Microtetraspora roseola - Nonomuraea roseola Streptosporangiaceae Elipsovité spory s rýhami Microtetraspora- tetrády Herbidospora cretacea Streptosporangiaceae Krátké řetízky nepohyblivých spor na špičce sporoforu Catellatospora sp. Micromonosporaceae Krátký sporofor - - přímo ze S mycelia 1–2 řetízky 10-20ti spor Soudkovité až protáhlé ovoidní nepohyblivé. Charakter spor Actinomadura yumaensis Thermomonosporaceae Actinomadura viridis Actinomadura sp. Řetízky někdy zahnuté Spory vrásčité, 4-10 spor Actinomadura cremea Thermomonosporaceae Krémovité vzdušné mycelium Krátké háčky nebo spirálky řetízků bradavčitých spor Charakter spor Actinomadura rugatobispora Zelené vzdušné mycelium Dvojice rýhovatých spor Streptomyces violascens Spirálovitý řetízek spor. Na obrázku mladé hyfy – ještě není vytvořeno septum. ATB elulicinového-typu „Streptomyces triangulata“ Šedomodré vzdušné mycelium s klikatými řetízky spor tvaru trojúhelníku nebo Y Antifungální ATB Charakter spor Streptomyces salmonis klikatý řetízek spor „Streptomyces plicatospora“ Oválné, elipsoidní spory Unikátní povrch – podélné drážky Nocardiopsis lucentensis Vzdušné hyfy – klikaté = tvorbou spor v protilehlém úhlu různého stupně Charakter spor Saccharopolyspora rectivirgula Pseudonocardiaceae Původce alergické pneumonie - reakce těla na malé částečky Růst 50-55 °C Krátké řetízky spor s obaly - na S i V myceliu Pseudonocardia spinosa Pseudonocardiaceae Tvoří větvené hyfy: řetízky spor - terminální nebo laterální výrustky = prolongace nebo větvení hyf Actinocorallia herbida Thermomonosporaceae Unikátní korálovité sporofory ze S mycelia Dlouhé řetízky nepohyblivých spor (až 30) Thermoactinomyces sp. Jednotlivé kulovité spory na vzdušném i substrátovém myceliu Jsou to pravé bakteriální endospory – strukturou, formováním i fyziologií !!! Růst až do 60°C Charakter spor Charakter sporangia Spirillospora albida Thermomonosporaceae Sférické sporangium Laterální sporangiofor Streptosporangium nondiastaticum Streptosporangiaceae Kmen SF2513 produkuje inhibitor ACE (angiotensin I converting enzyme) = oligopeptid s fenylethylfosfoniovou k. Streptosporangium roseum ATB sinefungin „Sarraceniospora aurea'‚ „Other genera“ Chomáčky dlouhých rovných sporangií Nepohyblivé spory uvolňovány na vrcholcích Planomonospora alba Streptosporangiaceae Sporangium tvořeno jednou cylindrickou sporou - pohyblivá Typická řada sporangií Bohaté vzdušné mycelium Planomonospora venezuelensis Streptosporangiaceae Dvě sporangiospory - větvené kyjovité sporangium, Vzhled palmových listů Planobispora rosea Vějíř 6 sporangií – každé má dvojici spor Na sporangioforu s primordiem sedmého sporangia na konci Charakter sporangia Kutzneria viridogrisea Pseudonocardiaceae Velká tlustostěnná sporangia 1994 vyčleněna ze Streptosporangium Frankia sp. 'Other genera' Kořeny olše Ve vezikulech fixace dusíku Polymorfní sporangia Charakter sporangia Dactylosporangium fulvum Sporangium = řada 2-5ti spor Dactylosporangium roseum Micromonosporaceae Kyjovitá sporangia na krátkých sporangioforech Substrátové mycelum růžové Dactylosporangium vinaceum Charakter sporangia Pilimelia columellifera Kolonizace keratinových struktur srst savců – dezintegrace struktury Ve sporangiu: kolumella = pokračování sporangioforu. Charakter sporangia Actinoplanes sp. Micromonosporaceae Tenký obal sporangia uzavírá množství kulatých až ovoidních spor. Ty jsou obklopeny zrnito-vláknitou hmotou. Spory jsou uvolňovány ve vodním prostředí, pohyblivé chomáčkem bičíků. Charakter sporangia Actinoplanes sp. Lahvovité sporangium na hyfách S mycelia Actinoplanes sp. Micromonosporaceae Chomáčkovitý povrch sporangií Charakter sporangia • •http://www.nih.go.jp/saj/DigitalAtlas/ • •http://gorgas.dom.uab.edu/2007cases/070316d.html • Děkuji za pozornost