Tuberomeba capitovia, Rusiyadakı Ladoqa gölündə yetişdirilən göy qurşağı alabalıqlarının saxlandığı qəfəsdən götürülmüş su və üzvi maddə nümunəsindən təcrid edilmiş, kiçik ölçülü və monotaktik hərəkət göstərən yeni Amoebozoa növüdür. W215SH8 izolatı əvvəlcə şirin su kulturasında asanlıqla nəzərə çarpmamış; nümunənin duzluluğu süni şəkildə 18‰-yə qaldırıldıqda aktiv trofozoitlər aydın görünmüş və klonal kulturaya alınmışdır. İşıq mikroskopiyası, transmissiya elektron mikroskopiyası, SSU rRNA və aktin gen ardıcıllıqları ilə filogenetik analizlərin birlikdə qiymətləndirilməsi bu amöbün daha əvvəl taksonomik olaraq təsvir edilməmiş “Tubulinea group 02” xəttinə aid olduğunu göstərmişdir. Tədqiqatçılar bu xətt üçün Tuberomeba gen. nov. adlı yeni cins, W215SH8 izolatı üçün isə Tuberomeba capitovia sp. nov. adlı yeni növ təklif etmişlər.

T. capitovia-nın hərəkətli hüceyrələri təxminən 11-22 µm uzunluğunda, 3,5-6 µm enində və əsasən silindrik-uzunsov formadadır. Uroid adlanan arxa bölgədə 3-4 yapışqan villus görünə bilər. Hüceyrələr bir nüvə, bir kontraktil vakuol, çoxsaylı həzm vakuolları və nüvə ətrafında toplanmış boruvari kristalı mitoxondrilər ehtiva edir. Növ həmçinin 4,5-7 µm diametrli, birqat fibröz divarlı kistlər əmələ gətirir. Molekulyar filogeniyada Tuberomeba xəttinin məlum olan ən yaxın qohumu Ptolemeba kimi müəyyən edilmişdir. Bununla belə, balıqlarla təkrarlanan assosiasiya müşahidə olunsa da, tədqiqat T. capitovia-nın balıq xəstəliyinə səbəb olan patogen olduğunu göstərmir.

Monotaktik amöb nədir?

Monotaktik morfotip hüceyrənin bir əsas ox boyunca irəlilədiyi, adətən silindrik və ya uzunsov monopodial gövdə yaratdığı və qranuloplazmanın bir istiqamətdə axdığı amöb hərəkət formasıdır.

Bu görünüş müxtəlif Amoebozoa xətlərində müstəqil şəkildə yarana bildiyi üçün yalnız hüceyrə formasına baxaraq etibarlı taksonomik təsnifat aparmaq mümkün deyil. Mikroskopik olaraq bir-birinə çox bənzəyən iki monotaktik amöb genetik baxımdan uzaq qohum ola bilər.

Buna görə də hazırda morfologiyanın SSU rRNA, aktin və digər molekulyar markerlərlə birlikdə qiymətləndirilməsi xüsusilə vacibdir.

Tuberomeba capitovia Haradan Təcrid Edildi?

W215SH8 ştammı Rusiyanın Kareliya bölgəsindəki Ladoqa gölünün Mustalahti körfəzində kultivasiya olunan göy qurşağı alabalıqlarının saxlandığı qəfəsdən toplanmış su və asılı üzvi maddə nümunəsindən əldə edilmişdir.

Vacib məqam odur ki, orqanizm birbaşa alabalığın qaraciyər, böyrək və ya qəlsəmə toxumasından deyil, balıq yetişdirmə qəfəsinin ətrafındakı sudan təcrid edilmişdir.

Nümunələr üç müxtəlif duzluluq şəraitinə köçürülmüşdür:

• 0,3‰
• 18‰
• 30‰

Aktiv monotaktik amöblər 18‰ kulturada aşkar edilmiş, tək hüceyrə təcridi aparılaraq iki dəfə klonlanmış və daha sonra 15-18‰ süni dəniz suyunda kulturada saxlanmışdır.

Şirin Su Nümunəsinə Duz Əlavə Edildikdə Amöb Niyə Ortaya Çıxdı?

Tədqiqatın maraqlı nəticələrindən biri W215SH8-in təcrübələrdə şirin suda yaxşı çoxala bilməsinə baxmayaraq, ilkin 0,3‰ kulturada asanlıqla aşkar edilə bilməməsidir.

Müəlliflər bunun ən ehtimal olunan səbəbini amöblərin şirin su şəraitində uzun müddət kistləşmiş vəziyyətdə qalması kimi şərh edirlər. Aktiv trofozoitlərin sayı çox az olduqda orqanizm rutin mikroskopik skrininqdə gözdən qaça bilər.

18‰-lik süni minerallaşma isə hüceyrələrin aktivləşib çoxalmasını və buna görə də mikroskop altında aşkar edilməsini asanlaşdırmışdır.

Hüceyrələrin ümumi görünüşü

Hərəkət zamanı trofozoitlər monopodial və subsilindrik quruluşdadır. Arxa hissə yüngülcə daralır, ön uc isə yumrudur.

Ölçülən 100 canlı hüceyrə üçün:

İki fərqli hərəkət strategiyası

Tədqiqatda T. capitovia-nın iki aydın hərəkət forması müşahidə edilmişdir.

Sürətli hərəkət strategiyasında hüceyrə uzanır, daha qurdabənzər görünüş alır və uzunluq/en nisbəti 4-dən yuxarı qalxa bilər. Hüceyrə sinusoidal trayektoriya ilə irəliləyə bilər və istiqamətini bütün hüceyrəni əyərək dəyişir.

Daha yavaş hərəkət strategiyasında hüceyrə daha qısa və enlidir. Müəyyən istiqaməti izləmir və istiqamət dəyişərkən lateral psevdopodlar çıxarır.

45-ci səhifədəki Şəkil 1A-C sürətli hərəkəti, D-G isə lateral psevdopodlardan istifadə etməklə baş verən istiqamət dəyişməsini göstərir.

Tuberomeba-nı Digər Kiçik Monotaktik Amöblərdən Fərqləndirən Xüsusiyyətlər Hansılardır?

Tuberomeba cinsinin diaqnostikasında bir neçə morfoloji xüsusiyyət birlikdə istifadə olunur.

• Qeyri-müəyyən və ya fasiləli ön hialin bölgə
• Bir oxlu monotaktik hərəkət
• Uroid bölgəsində yapışqan villuslar
• Plazma membranında görünən qlikokaliksin olmaması
• Birqat fibröz kist divarı
• Nüvə ətrafında toplanmış mitoxondrilər
• Şaxələnmiş və əyilmiş boruvari mitoxondri kristaları

Xüsusilə uroid üzərindəki yapışqan villuslar və mitoxondri ultrastrukturu morfoloji cəhətdən oxşar digər monotaktik cinslərdən fərqləndirmədə vacibdir.

Uroidal villuslar

Hərəkətli hüceyrələrin arxa ucunda adətən 3-4 ədəd nazik, radial yapışqan villus əmələ gəlir.

Bu xüsusiyyət Ptolemeba ilə səthi oxşarlıq göstərsə də, Ptolemeba növlərində villuslar bulböz uroid üzərindən inkişaf edir və yapışqan deyil.

Nüvə və kontraktil vakuol

Hüceyrələrdə bir ədəd vezikulyar nüvə olur.

Kontraktil vakuol hərəkət zamanı əsasən hüceyrənin arxa hissəsində yerləşir.

Elektron mikroskopunda nə görüldü?

Transmissiya elektron mikroskopiyası hüceyrələrin ultrastrukturunu ətraflı şəkildə göstərmişdir.

Mitoxondrilər:

• nüvə ətrafında sıxlaşır,
• elektron-sıx matriksə malikdir,
• boruvari, qıvrımlı və nizamsız kristalar ehtiva edir.

Mitoxondrilərin kəsik diametri təxminən 0,1-0,8 µm arasındadır.

Kobud endoplazmatik retikulum hüceyrə periferiyasında yığınlar şəklində görünür.

Plazma membranı üzərində aydın qlikokaliks təbəqəsi aşkar edilməmişdir.

Tuberomeba capitovia Kist Əmələ Gətirirmi?

Bəli. W215SH8 kulturada müntəzəm olaraq kist əmələ gətirmişdir.

Kistlər:

• kürəvidir,
• 4,5-7 µm diametrdədir,
• orta hesabla təxminən 6 µm-dir,
• birqat fibröz divara malikdir,
• kist divarı təxminən 0,2 µm qalınlıqdadır.

Elektron mikroskopiyasında kist sitoplazmasının trofozoit sitoplazmasından daha elektron-sıx olduğu və mitoxondrilərin yenə nüvə ətrafında toplandığı görülmüşdür.

45-ci səhifədəki Şəkil 1K-L işıq mikroskopiyasındakı kistləri, Şəkil 1O və R isə elektron mikroskopunda kisti və birqat fibröz divarı göstərir.

SSU rRNA nəticəsi

W215SH8 üçün əldə edilmiş SSU rRNA ardıcıllığı:

• 1231 baza cütü uzunluğundadır.
• G+C tərkibi %39,4-dür.

Filogenetik analiz W215SH8-i daha əvvəl “Tubulinea group 02” adlandırılan xəttin daxilinə güclü şəkildə yerləşdirmişdir.

Ən yaxın ştamm:

Tubulinea sp. 4388

olmuşdur.

İki ştamm arasındakı SSU rRNA ardıcıllıq fərqi yalnız:

%0,41

olaraq hesablanmışdır.

Müəlliflər morfoloji fərqlərin də nəzərəçarpacaq olmaması səbəbilə W215SH8 və 4388 ştammlarını eyni növ daxilində qiymətləndirirlər.

SSU rRNA Təkbaşına Yeni Cinsi Təsvir Etmək Üçün Yetərli İdimi?

Xeyr. Tədqiqatçılar yalnız SSU rRNA ardıcıllığına əsaslanmamış, aktin genindən və iki genin birlikdə analiz edildiyi birləşdirilmiş filogenetik məlumat dəstindən də istifadə etmişlər.

Bunun səbəbi Tubulinea group 02 xəttinin çox uzun filogenetik budaq yaratması və long-branch attraction kimi tanınan analiz artefaktına açıq olmasıdır.

Aktin geni nə göstərdi?

W215SH8-dən iki fərqli aktin paraloqu əldə edilmişdir.

Ardıcıllıqlar:

• 1108 bp
• 742 bp

uzunluğundadır.

Nukleotid səviyyəsində fərq %23,6 olsa da, bunun böyük hissəsi kodlaşdırmayan bölgələrdə yerləşir. Amin turşusu səviyyəsində paraloqlar yalnız bir amin turşusu ilə fərqlənir və bu təxminən %0,54 fərq deməkdir.

Birinci paraloqda daha əvvəl başqa Amoebozoa növlərində təsvir edilməmiş üç intron aşkar edilmişdir.

Ptolemeba ilə qohumluq

SSU rRNA ağacında Tubulinea group 02 Ptolemeba cinsinin bacı qrupu kimi ortaya çıxmışdır.

Aktin gen analizində də W215SH8 ilə Ptolemeba bulliensis güclü dəstək alan ortaq klad yaratmışdır.

SSU rRNA + aktin birləşdirilmiş analizində Tuberomeba–Ptolemeba bacı qrupluğu:

1 / 100 / 92

Bayes posterior / IQ-TREE bootstrap / RAxML bootstrap dəstəyi almışdır.

48-ci səhifədəki birləşdirilmiş filogenetik ağac bu əlaqənin tək bir gen analizindən asılı olmadığını aydın şəkildə göstərir.

Long-Branch Attraction Nədir və Bu Tədqiqatda Niyə Vacibdir?

Long-branch attraction (LBA), sürətlə təkamül edən və uzun filogenetik budaqlara malik xətlərin həqiqi qohumluqları səbəbilə deyil, eyni mövqelərdə müstəqil olaraq çoxsaylı mutasiyalar topladıqları üçün səhv şəkildə bir-birinə yaxın yerləşdirilməsidir.

Tubulinea group 02 kifayət qədər uzun budaq yaratdığı üçün əvvəlki bəzi analizlərdə Centropyxis kimi əlaqəsiz uzunbudaqlı taksonlara səhv şəkildə yaxınlaşmışdır.

Bu tədqiqatda tədqiqatçılar LBA-ya həssas digər bir xətt olan Flabellula-nı da məlumat dəstinə əlavə etmişlər.

Flabellula gözlənildiyi kimi bəzi analizlərdə əlaqəsiz qruplara sürüşmə meyli göstərdiyi halda, Tubulinea group 02 bütün analizlərdə Ptolemeba-nın bacı qrupu olaraq qalmışdır.

Müəlliflər bu nəticəni Tuberomeba-nın filogenetik yerləşməsinin LBA artefaktına qarşı nisbətən dayanıqlı olmasının sübutu kimi şərh edirlər.

Tuberomeba capitovia Hansı Duzluluqlarda Yaşaya Bilir?

Duzluluğa tolerantlıq təcrübələri 0,3‰, 15‰, 20‰ və 25‰ şəraitində aparılmışdır. İlkin nümunə götürmə mərhələsində əlavə olaraq 30‰ kultura da istifadə edilmişdir.

Bu nəticələr W215SH8-in təxminən 0,3-20‰ arasında geniş duzluluq tolerantlığına malik olduğunu göstərir.

Şirin suda ən yüksək böyümə niyə təcrid zamanı görülmədi?

Təcrübələrdə 0,3‰ şirin su ən yüksək hüceyrə sıxlıqlarından birini yaratmışdır.

Buna baxmayaraq, ilkin nümunə şirin su mühitində kulturaya alındıqda aktiv amöblər aşkar edilməmişdir.

Müəlliflərin izahına görə bunun səbəbi hüceyrələrin şirin su mühitində sürətlə kistləşməsi ola bilər.

Bu vəziyyət Tuberomeba kimi kiçik növlərin rutin kultura və mikroskop tədqiqatlarında olduğundan daha nadir görünməsinə səbəb ola bilər.

Balıqlarla Əlaqə Nə Qədər Güclüdür?

Yeni cinslə əlaqələndirilən məlum ştammların demək olar ki, hamısı şirin su balıqları ilə əlaqəli nümunələrdən əldə edilmişdir.

Əvvəlki Tubulinea group 02 ştammları:

• tinca balığının qaraciyərindən,
• sazanın qaraciyərindən,
• şirin su yayın balığının qaraciyər və böyrəyindən

təcrid edilmişdir.

W215SH8 isə göy qurşağı alabalığı yetişdirmə qəfəsinin suyundan əldə edilmişdir.

Balıq olmayan sulardan bu xəttin indiyədək bildirilməməsi tədqiqatçıların fikrincə təkrarlanan balıq assosiasiyasına işarə edə bilər.

Tuberomeba capitovia Balıqlarda Xəstəlik Yaradan Parazitdirmi?

Bu tədqiqat buna dair sübut təqdim etmir.

Əvvəlki ştammların təcrid edildiyi balıqların sağlamlıq vəziyyəti məlum deyil və W215SH8 birbaşa balıq toxumasından deyil, balıq qəfəsindəki sudan təcrid edilmişdir.

Bundan əlavə, bu amöblərin standart qida mühitlərində balıq hüceyrəsinə ehtiyac olmadan çoxala bilməsi, varsa balıqla əlaqələrinin məcburi parazitizm olmadığını düşündürür.

Buna görə tədqiqat Tuberomeba-nın:

• patogen olduğunu,
• alabalıq xəstəliyinə səbəb olduğunu,
• balıqlarda toxuma zədəsi yaratdığını

göstərmir.

Balıqlarla əlaqənin ekoloji mahiyyətini müəyyən etmək üçün eksperimental infeksiya, histopatologiya və sahə skrininqlərinə ehtiyac var.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

İnteqrə olunmuş taksonomik yanaşma

Filogenetik məlumat dəstləri

Maximum likelihood analizləri IQ-TREE və RAxML ilə, Bayes analizi isə MrBayes ilə aparılmışdır.

Maximum likelihood dəstəkləri 1000 bootstrap təkrarına əsaslanmışdır. Bayes analizi 20 milyon nəsillik MCMC zəncirləri ilə aparılmışdır.

Tuberomeba cinsinin rəsmi diaqnozu

Yeni cins aşağıdakı əsas xüsusiyyətlərlə təsvir edilmişdir:

• Monotaktik amöblər
• İrəli hərəkət zamanı qranuloplazma ilə birləşən qeyri-müəyyən hialin örtük
• İstiqamət dəyişdirərkən aydınlaşan frontal hialoplazma
• Uroid üzərində yapışqan villuslar
• Aydın qlikokaliksin olmaması
• Birqat fibröz kistlər
• Şaxələnmiş, qıvrılmış boruvari kristalı mitoxondrilər
• Mitoxondrilərin nüvə ətrafında toplanması

Yeni növün rəsmi diaqnozu

Tuberomeba capitovia üçün:

• Hüceyrə uzunluğu: 11-22 µm
• Hüceyrə eni: 3,5-6 µm
• Nüvə: 1,9-3 µm
• Nukleolus: 1,1-1,9 µm
• Kist diametri: 4,5-7 µm
• Kist divarı: təxminən 0,2 µm

diaqnostik ölçülər kimi verilmişdir.

Ad haradan gəlir?

Tuberomeba adı latınca “tuber”, yəni yumru sözündən törəmişdir.

Müəlliflər yavaş hərəkət edən və arxa tərəfində villuslar olan hüceyrələrin cücərmiş kartof yumrularını xatırlatdığını bildirirlər.

capitovia növ adı isə rusca “Kartoshka-Kapitoshka” adlı yumşaq oyuncaq kartofun latınlaşdırılmış adından törəmişdir.

ZooBank qeydləri

Tədqiqatda yeni cins və növ üçün ZooBank LSID qeydləri verilmişdir.

Tuberomeba gen. nov. və Tuberomeba capitovia sp. nov. bu qeydlərlə nomenklatura sisteminə daxil edilmişdir.

Tədqiqatın birbaşa dəstəklədiyi nəticələr

• W215SH8, Tubulinea daxilində müstəqil və yüksək dəstəkli xəttin üzvüdür.
• Bu xətt morfoloji və molekulyar baxımdan yeni cins təsvirini dəstəkləyir.
• Tuberomeba-nın məlum olan ən yaxın qohumu Ptolemeba-dır.
• W215SH8 ilə Tubulinea sp. 4388 ehtimal ki, eyni növdür.
• T. capitovia geniş şirin su-brakik su tolerantlığına malikdir.
• Növ şirin suda sürətlə kistləşə bildiyi üçün mikroskopik skrininqlərdə gözdən qaça bilər.
• Tuberomeba ilə şirin su balıqları arasında təkrarlanan ekoloji əlaqə ehtimalı mövcuddur.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• Tuberomeba capitovia-nın balıq patogeni olduğu sübut edilməmişdir.
• Balıqlarda infeksiya və ya xəstəliyə səbəb olduğu göstərilməmişdir.
• Balıqlarla əlaqənin məcburi parazitizm olduğu göstərilməmişdir.
• 0,3-20‰ tolerantlığının bütün Tuberomeba növləri üçün universal olduğunu demək olmaz.
• Tuberomeba-nın dəniz mühitində yaşaya bildiyi göstərilməmişdir.
• Tubulinea group 02 daxilindəki bütün ştammların eyni növ olduğu dəqiqləşdirilməmişdir.
• Bu xəttin həqiqi coğrafi yayılması mövcud məhdud nümunələrlə müəyyən edilə bilməz.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Tuberomeba capitovia gen. et sp. nov. (Amoebozoa, Tubulinea) accommodates an incertae sedis lineage of monotactic amoebae associated with freshwater fish.

Müəlliflər: Uliana Ryabusheva, Maria Palataicova və Alexander Kudryavtsev.

Qurumlar: Laboratory of Cellular and Molecular Protistology, Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences; Department of Invertebrate Zoology, Faculty of Biology, Saint-Petersburg State University.

Nəşr statusu: SSRN preprint; resenziyadan keçməmişdir.

SSRN: 6968487.

Tip lokaliteti: Lake Ladoga, Mustalahti Bay, Karelia; göy qurşağı alabalığı yetişdirmə qəfəsindən su və asılı üzvi maddə nümunəsi.

Tip kultura: ZIN.2024.12.

SSU rRNA GenBank giriş nömrəsi: PZ158404.

Əsas metodlar: klonal kultura, DIC işıq mikroskopiyası, Nuclear Fast Red boyanması, transmissiya elektron mikroskopiyası, duzluluq tolerantlıq təcrübəsi, PCR, Sanger sekvensləmə, MAFFT, trimAl, IQ-TREE, RAxML, MrBayes və birləşdirilmiş SSU rRNA + aktin filogeniyası.

Maliyyələşdirmə: Russian Science Foundation Grant No. 26-14-00278 və Zoological Institute RAS State Assignment No. 125012800894-6.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər məlum maliyyə və ya şəxsi maraqların toqquşmasının olmadığını bildirmişlər.

Əsas məhdudiyyətlər: Tədqiqat preprintdir. Balıqlarla əlaqənin həqiqi bioloji mahiyyəti məlum deyil. Patogenlik sınaqdan keçirilməmişdir. Bəzi Tubulinea group 02 ştammları üçün morfoloji məlumat məhduddur. Klad daxilində növ müxtəlifliyi daxili düyünlərdə aşağı dəstəyə görə hələ həll edilməmişdir. Təbii yayılmanı müəyyən etmək üçün balıqsız habitatlardan daha geniş ətraf mühit nümunələrinin götürülməsi tələb olunur.