ไพโรบาคูลัม
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์
โดเมน:	อาร์เคีย
อาณาจักร:	เทอร์โมโปรตีเอติ
ไฟลัม:	เทอร์โมโปรทีโอตา
ระดับ:	เทอร์โมโปรตีน
คำสั่ง:	เทอร์โมโปรทีลส์
ตระกูล:	เทอร์โมโปรทีซี
ประเภท:	ไพโรบาคูลัมฮูเบอร์, Kristjansson & Stetter 1988
ชนิดต้นแบบ
ไพโรบาคูลัม ไอส์แลนดิคัม ฮูเบอร์, คริสยันส์สัน และสเต็ตเตอร์ 1988
สายพันธุ์
พี. แอโรฟิลัม พี. อาร์เซนาติคัม พี. คาลิดิฟอนติส พี. เฟอร์ริรีดิวเซนส์ พี. อิกเนอิลูติ พี. ไอส์แลนดิคัม พี. นิวโทรฟิลัม พี. โอกุนิเอนเซ พี. ออร์กาโนโทรพัม

Pyrobaculumเป็นสกุลของอาร์เคียใน วงศ์ Thermoproteaceae

ชื่อวิทยาศาสตร์Pyrobaculum ("แท่งไฟ") บ่งบอกว่าอาร์เคียชนิดนี้ มีรูปร่างเป็นแท่ง และพบได้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง เป็นแบคทีเรียแกรมลบและเซลล์ของมันถูกห่อหุ้มด้วยชั้น Sของหน่วยย่อยโปรตีน

P. aerophilumเป็น จุลินทรีย์ ที่ทนความร้อนสูงและ มีความหลากหลาย ทางเมตาบอลิซึม แตกต่างจากจุลินทรีย์ทนความร้อนสูงชนิดอื่นๆ ตรงที่มันสามารถดำรงชีวิตได้ในสภาวะที่มีออกซิเจนและเจริญเติบโตได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาวะ ที่มีออกซิเจนต่ำ

แบคทีเรีย Pyrobaculum yellowstonensis สายพันธุ์ WP30 ได้มาจากตะกอนกำมะถันบริสุทธิ์ ( บ่อน้ำพุร้อน Joseph's Coat [JCHS], 80 °C, pH  6.1, 135  μM As) ในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน (YNP) สหรัฐอเมริกา และเป็นแบคทีเรียเคโมออร์กาโนเฮเทอโรโทรฟที่ต้องการกำมะถันบริสุทธิ์และ/หรืออาร์เซเนตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนการเจริญเติบโตในสภาวะที่มีกำมะถันบริสุทธิ์และอาร์เซเนตส่งผลให้เกิดการสร้างไทโออาร์ เซเนต และโพลีซัลไฟด์ จีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตนี้ได้รับการถอดรหัสลำดับ (1.99  Mb , ปริมาณ G+C 58%  ) ซึ่งเผยให้เห็นวิถีเมตาบอลิซึม จำนวนมาก สำหรับการย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตกรดอะมิโนและไขมัน มีการระบุ ยีนไดเมทิลซัลฟอกไซด์ - โมลิบโดเทอริน (DMSO-MPT) ออกซิโดรีดักเทสหลายยีนซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับการลดกำมะถันและสารหนู นอกจากนี้ยังพบ วิถีการสังเคราะห์ ใหม่ ของ โคแฟคเตอร์และเมตาบอไลต์ที่จำเป็นเกือบทั้งหมดการเปรียบเทียบจีโนมของP. yellowstonensisและ ลำดับ เมตาจีโนม ที่ประกอบขึ้น จาก JCHS แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตชนิดนี้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิด (ความเหมือนของลำดับนิวคลีโอไทด์เฉลี่ยประมาณ 95%) กับประชากรในแหล่งที่อยู่ดั้งเดิมคุณลักษณะทางสรีรวิทยาและความสามารถในการเผาผลาญของP. yellowstonensisเป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับการกระจายตัวและหน้าที่ของประชากรเหล่านี้ในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน

สายพันธุ์ Pyrobaculum ชนิด แรกที่ได้รับการถอดรหัสจีโนมคือP. aerophilumลำดับจีโนมแบบวงกลมของมันมีความยาว 2,222,430 คู่เบส และประกอบด้วยลำดับการเข้ารหัสโปรตีน (CDS) จำนวน 2605 ลำดับ

ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน อาร์เคียจะลดไนเตรตให้เป็นไนโตรเจนโมเลกุลผ่านกระบวนการดีไนตริฟิเคชัน สปีชีส์ส่วนใหญ่เจริญเติบโตแบบเคโมลิโทออโตโทรฟิกโดยการรีดิวซ์กำมะถัน หรือแบบออร์แกโนโทรฟิกโดยการหายใจด้วยกำมะถัน หรือโดยการหมัก เซลล์มีรูปร่างเป็นแท่ง ปลายเกือบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า และมีขนาดประมาณ 1.5–8 * 0.5–0.6 ไมโครเมตรไพโรบาคูลัมเคลื่อนที่ได้เนื่องจากมีแฟลเจลเลชันแบบเพอริทริคัสหรือแบบโพลีทริคัสสองขั้ว และโคโลนีของมันมีลักษณะกลมและมีสีเทาถึงดำอมเขียว สปีชีส์นี้อาจเจริญเติบโตได้ทั้งในสภาวะที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน หรือในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนอย่างเคร่งครัด พบการเจริญเติบโตบนสารสกัดจากยีสต์เพปโทนสาร สกัดจากเนื้อ สัตว์แต่ไม่พบการเจริญเติบโตบนกาแลคโตส กลูโคส มอลโทส แป้งไกลโคเจน เอทานอลเมทานอลฟ อ ร์มาไมด์ ฟอร์เมต มาเลตโพรพิโอ เนต แล คเตต อะ ซิเต ตและกรดอะมิโนแคสซามิโน

P. aerophilum เป็นสายพันธุ์ แรกของPyrobaculumที่ได้รับการถอดรหัสพันธุกรรม(มีรูปร่างเป็นแท่ง ขนาด 3–8 * 0.6 ไมโครเมตร) มีลักษณะพิเศษที่หาได้ยากในอาร์เคีย คือสามารถหายใจแบบใช้ออกซิเจนได้ (aerophilum = "ชอบอากาศ") ซึ่งเห็นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอาร์เคียชนิดนี้เจริญเติบโตได้เฉพาะในสภาวะที่มีออกซิเจนเมื่อไม่มีไนเตรต มันสร้างโคโลนีที่มีรูปร่างกลมและสีเหลืองอมเทา มันใช้ทั้งสารประกอบอินทรีย์ (ความหนาแน่นของเซลล์สูงสุดพบเมื่อใช้สารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อน เช่น สารสกัดจากยีสต์ สารสกัดจากเนื้อสัตว์ ทริปโทน และเปปโทน เป็นสารตั้งต้น) และสารประกอบอนินทรีย์ในระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจน นอกจากนี้ยังพบการใช้กำมะถันธาตุในการเจริญเติบโตด้วย ยิ่งไปกว่านั้นP. aerophilumเจริญเติบโตได้ในช่วงอุณหภูมิ 75 ถึง 104 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตอยู่ที่ 100 องศาเซลเซียส

ในวัฒนธรรมระยะคง ที่ พบว่าเซลล์ Pyrobaculum calidifontisเกิดการรวมตัวกัน^{[ 1 ]}การรวมตัวกันนี้น่าจะเกิดจากการทำงานของพิไลแบบรวมกลุ่มของอาร์เคีย (ABP) ซึ่งรวมตัวกันเป็นกลุ่มแบบสองขั้วที่มีระเบียบสูง^{[ 2 ]}ลักษณะแบบสองขั้วของกลุ่มเหล่านี้น่าจะเกิดจากการรวมตัวของเส้นใยจากเซลล์ที่แตกต่างกันอย่างน้อยสองเซลล์ขึ้นไป โปรตีนที่เป็นส่วนประกอบ AbpA แสดงความเหมือนกันทั้งในระดับลำดับและโครงสร้างกับโปรตีน TasA ของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของเมทริกซ์นอกเซลล์ในไบโอฟิล์ม ของแบคทีเรีย และมีส่วนช่วยในการรักษาเสถียรภาพของไบโอฟิล์ม^{[ 2 ]}

จนถึงปัจจุบัน สายพันธุ์ของPyrobaculumได้รับการแยกจากน้ำเดือดซัลฟาตาริกที่เป็นกลางถึงด่างเล็กน้อย และระบบไฮโดรเทอร์มอลในทะเลตื้นP. aerophilumได้รับการแยกจากบ่อน้ำทะเลเดือดที่หาด Maronti เกาะ Ischia ประเทศอิตาลี การศึกษาเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าP. aerophilumเจริญเติบโตภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัดโดยใช้ไนเตรตเป็นตัวรับอิเล็กตรอน^{[ 3 ]}

อนุกรมวิธานที่ยอมรับในปัจจุบันนั้นอิงตามรายชื่อชื่อโปรคาริโอตที่มีสถานะในระบบการตั้งชื่อ (LPSN) ^{[ 4 ]}และศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (NCBI) ^{[ 3 ]}

• RNA ขนาดเล็กของ Pyrobaculum asR3
• รายชื่อสกุลของอาร์เคีย

• Jay, ZJ; JP Beam; A. Dohnalkova; R. Lohmayer; B. Bodle; B. Planer-Friedrich; M. Romine; WP Inskeep (2015). "Pyrobaculum yellowstonensis สายพันธุ์ WP30 หายใจบนกำมะถันธาตุและ/หรืออาร์เซเนตในตะกอนความร้อนใต้พิภพที่มีกำมะถันและเป็นกลางในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน" . Appl. Environ. Microbiol . 81 (17): 5907– 5916. Bibcode : 2015ApEnM..81.5907J . doi : 10.1128/AEM.01095-15 . PMC  4551270 . PMID  26092468 .
• Jay ZJ และ Inskeep WP. (2015). "การกระจายตัว ความหลากหลาย และความสำคัญของอินทรอนยีน 16S rRNA ในอันดับ Thermoproteales" . Biology Direct . 10 (35): 35. doi : 10.1186/s13062-015-0065-6 . PMC  4496867 . PMID  26156036 .
• Burggraf S; Huber H; Stetter KO (1997). "การจัดจำแนกใหม่ของอันดับและวงศ์ของ crenarchael ตามข้อมูลลำดับ 16S rRNA" . Int. J. Syst. Bacteriol . 47 (3): 657– 660. doi : 10.1099/00207713-47-3-657 . PMID  9226896 .
• Huber R; Kristjansson JK; Stetter KO (1987). "Pyrobaculum gen. nov., สกุลใหม่ของอาร์คีแบคทีเรียรูปแท่งที่ชอบสภาพแวดล้อมเป็นกลางจากซัลเฟตาราบนทวีปที่เจริญเติบโตได้ดีที่สุดที่ 100°C" Arch. Microbiol . 149 (2): 95– 101. doi : 10.1007/BF00425072 . S2CID  27242697 .
• Zillig W; Stetter KO; Schafer W; Janekovic D; และคณะ (1981). "Thermoproteales: อาร์คีแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ทนความร้อนและกรดสูงมากชนิดใหม่ที่แยกได้จากซัลฟาตาราของไอซ์แลนด์" Zentralbl. Mikrobiol. Parasitenkd. Infektionskr. Hyg. Abt. 1 Orig . C2 : 205– 227.
• Lai, Lien B.; Chan, Patricia P.; Cozen, Aaron E.; Bernick, David L.; และคณะ (28 ธันวาคม 2010). "การค้นพบรูปแบบขั้นต่ำของ RNase P ใน Pyrobaculum" Proceedings of the National Academy of Sciences . 107 (52): 22493– 22498. Bibcode : 2010PNAS..10722493L . doi : 10.1073/pnas.1013969107 . PMC  3012483 . PMID  21135215 .
• Wells, Stephen A.; Crennell, Susan J.; Danson, Michael J. (ต.ค. 2014). "โครงสร้างของเอนไซม์ซิเตรตซินเทสชนิดเมโซฟิลิกและเอ็กซ์ตรีโมฟิลิกเผยให้เห็นความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นเพื่อการทำงาน" (PDF) . Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics . 82 (10): 2657– 70. doi : 10.1002/prot.24630 . PMID  24948467 . S2CID  41430703 .