Tuberomeba capitovia — Россиядагы Ладога көлүндө өстүрүлүп жаткан көк ала форель кармалган тордон алынган суу жана органикалык зат үлгүсүнөн бөлүнүп алынган, кичинекей жана монотактикалык кыймыл көрсөткөн жаңы Amoebozoa түрү. W215SH8 изоляты башында тузсуз суу культурасында оңой байкалган эмес; үлгүнүн туздуулугу жасалма түрдө 18‰ чейин көтөрүлгөндө активдүү трофозоиттер даана көрүнүп, клондук культурага алынган. Жарык микроскопиясы, трансмиссиялык электрондук микроскопия, SSU rRNA жана актин генинин тизмектери менен филогенетикалык анализдерди бирге баалоо бул амёбанын мурда таксономиялык жактан сүрөттөлбөгөн “Tubulinea group 02” тукумуна таандык экенин көрсөткөн. Изилдөөчүлөр бул тукум үчүн Tuberomeba gen. nov. аттуу жаңы уруу, ал эми W215SH8 изоляты үчүн Tuberomeba capitovia sp. nov. аттуу жаңы түрдү сунушташкан.

T. capitoviaнын кыймылдуу клеткалары болжол менен 11-22 µm узундукта, 3,5-6 µm тууралыкта жана көбүнчө цилиндр сымал-созулган формада болот. Уроид деп аталган арткы бөлүктө 3-4 жабышчаак вилла көрүнүшү мүмкүн. Клеткалар бир ядрону, бир контрактилдик вакуолду, көптөгөн сиңирүү вакуолдорун жана ядронун айланасында топтолгон түтүкчөлүү кристалуу митохондрияларды камтыйт. Түр ошондой эле диаметри 4,5-7 µm болгон, бир катмарлуу фиброздук дубалдуу кисталарды түзөт. Молекулалык филогенияда Tuberomeba тукумунун эң жакын белгилүү тууганы Ptolemeba экени аныкталган. Ошентсе да балыктар менен кайталанма байланыш байкалганы менен, изилдөө T. capitovia балык оорусун жаратуучу патоген экенин көрсөтпөйт.

Монотактикалык амёба деген эмне?

Монотактикалык морфотип — клетка бир негизги огу боюнча жылып, адатта цилиндр сымал же созулган моноподиалдык дене түзгөн жана гранулоплазма бир багытта агып турган амёбалык кыймыл формасы.

Бул көрүнүш ар башка Amoebozoa тукумдарында өз алдынча пайда болушу мүмкүн болгондуктан, клетканын формасына гана карап ишенимдүү таксономиялык классификация жүргүзүү мүмкүн эмес. Микроскопто бири-бирине абдан окшош эки монотактикалык амёба генетикалык жактан алыс тууган болушу мүмкүн.

Ошондуктан бүгүнкү күндө морфологияны SSU rRNA, актин жана башка молекулалык маркерлер менен бирге баалоо өзгөчө маанилүү.

Tuberomeba capitovia Кайдан Бөлүнүп Алынган?

W215SH8 штаммы Россиянын Карелия аймагындагы Ладога көлүнүн Мусталахти булуңунда өстүрүлгөн көк ала форелдер жайгашкан тордон чогултулган суу жана калкып жүргөн органикалык зат үлгүсүнөн алынган.

Маанилүү жагдай — организм форелдин боорунан, бөйрөгүнөн же желбезек ткандарынан түздөн-түз эмес, балык өстүрүүчү тордун айланасындагы суудан бөлүнүп алынган.

Үлгүлөр үч башка туздуулук шартына өткөрүлгөн:

• 0,3‰
• 18‰
• 30‰

Активдүү монотактикалык амёбалар 18‰ культурада байкалган, бир клеткалык изоляция жүргүзүлүп эки жолу клондолгон жана андан кийин 15-18‰ жасалма деңиз суусунда культурада кармалган.

Эмне Үчүн Тузсуз Суу Үлгүсүнө Туз Кошкондо Амёба Пайда Болгон?

Изилдөөнүн кызыктуу жыйынтыктарынын бири — W215SH8 эксперименттерде тузсуз сууда жакшы көбөйгөнүнө карабастан, баштапкы 0,3‰ культурада оңой аныкталбаганы.

Авторлор мунун эң ыктымал себебин амёбалардын тузсуз суу шарттарында узак убакыт киста абалында калышы деп түшүндүрүшөт. Активдүү трофозоиттердин саны өтө аз болгондо организм кадимки микроскопиялык текшерүүдө көз жаздымда калышы мүмкүн.

18‰ жасалма минералдаштыруу болсо клеткалардын активдешип көбөйүшүн, демек микроскоп астында байкалышын жеңилдеткен.

Клеткалардын жалпы көрүнүшү

Кыймыл учурунда трофозоиттер моноподиалдык жана субцилиндрдик түзүлүштө болот. Арткы бөлүгү бир аз ичкерет, ал эми алдыңкы учу тегерек.

Өлчөнгөн 100 тирүү клетка үчүн:

Эки башка кыймыл стратегиясы

Изилдөөдө T. capitoviaнын эки даана кыймыл формасы байкалган.

Тез кыймыл стратегиясында клетка созулуп, курт сымал көрүнүшкө өтөт жана узундук/тууралык катышы 4төн жогору болушу мүмкүн. Клетка синусоидалдык траектория менен жылып, багытын бүт клетканы ийип өзгөртө алат.

Жайыраак кыймыл стратегиясында клетка кыскараак жана кененирээк болот. Белгилүү бир багытты кармабайт жана багытын өзгөрткөндө каптал псевдоподдорду чыгарат.

45-беттеги 1A-C-сүрөт тез кыймылды, D-G болсо каптал псевдоподдорду колдонуу менен болгон багыт өзгөрүүсүн көрсөтөт.

Tuberomebaны Башка Кичинекей Монотактикалык Амёбалардан Айырмалаган Белгилер Кайсылар?

Tuberomeba уруусун диагноздоодо бир нече морфологиялык белги бирге колдонулат.

• Так эмес же үзүл-кесил алдыңкы гиалин аймагы
• Бир огу боюнча монотактикалык кыймыл
• Уроид аймагындагы жабышчаак виллалар
• Плазмалык мембранада көрүнүктүү гликокаликстин жоктугу
• Бир катмарлуу фиброздук киста дубалы
• Ядронун айланасында топтолгон митохондриялар
• Бутакталган жана ийилген түтүкчөлүү митохондрия кристалары

Айрыкча уроиддеги жабышчаак виллалар жана митохондриянын ультраструктурасы морфологиялык жактан окшош башка монотактикалык уруулардан айырмалоодо маанилүү.

Уроидалдык виллалар

Кыймылдуу клеткалардын арткы учунда адатта 3-4 даана ичке, нур сымал жабышчаак вилла пайда болот.

Бул белги Ptolemeba менен үстүртөн окшош болсо да, Ptolemeba түрлөрүндө виллалар томпок уроиддон өнүгөт жана жабышчаак эмес.

Ядро жана контрактилдик вакуоль

Клеткаларда бир везикулярдык ядро болот.

Контрактилдик вакуоль кыймыл учурунда көбүнчө клетканын арткы бөлүгүндө жайгашат.

Электрондук микроскопто эмне көрүндү?

Трансмиссиялык электрондук микроскопия клеткалардын ультраструктурасын деталдуу көрсөткөн.

Митохондриялар:

• ядронун айланасында топтолот,
• электрон-тыгыз матрикске ээ,
• түтүкчөлүү, ийри жана тартипсиз кристаларды камтыйт.

Митохондриялардын кесиндисинин диаметри болжол менен 0,1-0,8 µm арасында.

Данекер эндоплазмалык ретикулум клетканын перифериясында үймөктөр түрүндө көрүнөт.

Плазмалык мембрананын үстүндө так гликокаликс катмары аныкталган эмес.

Tuberomeba capitovia Киста Түзөбү?

Ооба. W215SH8 культурада дайыма киста түзгөн.

Кисталар:

• шар сымал,
• диаметри 4,5-7 µm,
• орточо болжол менен 6 µm,
• бир катмарлуу фиброздук дубалга ээ,
• киста дубалы болжол менен 0,2 µm калыңдыкта.

Электрондук микроскопияда киста цитоплазмасы трофозоит цитоплазмасына караганда электронго тыгызыраак экени жана митохондриялар кайрадан ядронун айланасында топтолгону байкалган.

45-беттеги 1K-L-сүрөттөр жарык микроскопиясындагы кисталарды, 1O жана R-сүрөттөр болсо электрондук микроскопто кистанын жана бир катмарлуу фиброздук дубалдын көрүнүшүн көрсөтөт.

SSU rRNA жыйынтыгы

W215SH8 үчүн алынган SSU rRNA тизмеги:

• 1231 база жуп узундукта.
• G+C курамы %39,4.

Филогенетикалык анализ W215SH8ди мурда “Tubulinea group 02” деп аталган тукумдун ичине күчтүү колдоо менен жайгаштырган.

Эң жакын штамм:

Tubulinea sp. 4388

болгон.

Эки штаммдын ортосундагы SSU rRNA тизмек айырмасы болгону:

%0,41

деп эсептелген.

Авторлор морфологиялык айырмачылыктар да олуттуу эмес болгондуктан, W215SH8 жана 4388 штаммдарын бир түрдүн ичинде баалашат.

Жаңы Урууну Аныктоо Үчүн SSU rRNA Жалгыз Жетиштүү Беле?

Жок. Изилдөөчүлөр SSU rRNA тизмегине гана таянбастан, актин генин жана эки ген бирге талданган бириктирилген филогенетикалык маалымат топтомун да колдонушкан.

Мунун себеби Tubulinea group 02 тукумунун өтө узун филогенетикалык бутак түзүшү жана long-branch attraction деп аталган анализ артефактына сезгич болушу.

Актин гени эмнени көрсөттү?

W215SH8ден эки башка актин паралогу алынган.

Тизмектер:

• 1108 bp
• 742 bp

узундукта.

Нуклеотид деңгээлиндеги айырма %23,6 болсо да, анын чоң бөлүгү коддобогон аймактарда жайгашкан. Аминокислота деңгээлинде паралогдор бир гана аминокислота менен айырмаланат жана бул болжол менен %0,54 айырма дегенди билдирет.

Биринчи паралогдо мурда башка Amoebozoa түрлөрүндө сүрөттөлбөгөн үч интрон табылган.

Ptolemeba менен туугандык

SSU rRNA дарагында Tubulinea group 02 Ptolemeba уруусунун тууган тобу катары чыккан.

Актин ген анализинде да W215SH8 менен Ptolemeba bulliensis күчтүү колдоого ээ жалпы клад түзгөн.

SSU rRNA + актин бириктирилген анализинде Tuberomeba–Ptolemeba туугандыгы:

1 / 100 / 92

Байес posterior / IQ-TREE bootstrap / RAxML bootstrap колдоосун алган.

48-беттеги бириктирилген филогенетикалык дарак бул мамиле бир гана ген анализине көз каранды эмес экенин ачык көрсөтөт.

Long-Branch Attraction Деген Эмне жана Бул Изилдөөдө Эмне Үчүн Маанилүү?

Long-branch attraction (LBA) — тез эволюцияланган жана узун филогенетикалык бутактарга ээ тукумдардын чыныгы туугандыгынан эмес, ошол эле позицияларда өз алдынча көптөгөн мутацияларды топтогондуктан жаңылыш түрдө бири-бирине жакын жайгаштырылышы.

Tubulinea group 02 кыйла узун бутак түзгөндүктөн, мурдагы айрым анализдерде Centropyxis сыяктуу байланышсыз узун бутактуу таксондорго жаңылыш жакындап калган.

Бул изилдөөдө изилдөөчүлөр LBAга сезгич дагы бир тукум болгон Flabellulaны да маалымат топтомуна кошушкан.

Flabellula күтүлгөндөй айрым анализдерде байланышсыз топторго жылуу тенденциясын көрсөткөнү менен, Tubulinea group 02 бардык анализдерде Ptolemebaнын тууган тобу бойдон калган.

Авторлор бул жыйынтыкты Tuberomebaнын филогенетикалык жайгашуусу LBA артефактына салыштырмалуу туруктуу экенинин далили катары түшүндүрүшөт.

Tuberomeba capitovia Кайсы Туздуулуктарда Жашай Алат?

Туздуулукка чыдамдуулук эксперименттери 0,3‰, 15‰, 20‰ жана 25‰ шарттарында жүргүзүлгөн. Алгачкы үлгү алуу баскычында кошумча 30‰ культура да колдонулган.

Бул жыйынтыктар W215SH8дин болжол менен 0,3-20‰ арасында кең туздуулук чыдамдуулугуна ээ экенин көрсөтөт.

Эмне үчүн тузсуз сууда эң жогорку өсүү изоляция учурунда байкалган эмес?

Эксперименттерде 0,3‰ тузсуз суу эң жогорку клетка тыгыздыктарынын бирин түзгөн.

Ошого карабастан, баштапкы үлгү тузсуз суу чөйрөсүндө культурага алынганда активдүү амёбалар байкалган эмес.

Авторлордун түшүндүрмөсүнө ылайык, мунун себеби клеткалардын тузсуз суу чөйрөсүндө тез киста түзүшү болушу мүмкүн.

Бул Tuberomeba сыяктуу кичинекей түрлөрдүн кадимки культура жана микроскоп изилдөөлөрүндө чындыгына караганда сейрек көрүнүшүнө алып келиши мүмкүн.

Балыктар Менен Байланыш Канчалык Күчтүү?

Жаңы уруу менен байланыштырылган белгилүү штаммдардын дээрлик баары тузсуз суу балыктарына байланыштуу үлгүлөрдөн алынган.

Мурдагы Tubulinea group 02 штаммдары:

• лин балыгынын боорунан,
• сазандын боорунан,
• тузсуз суу сомунун боорунан жана бөйрөгүнөн

бөлүнүп алынган.

W215SH8 болсо көк ала форель өстүрүүчү тордун суусунан алынган.

Балык жок суулардан бул тукумдун азыркыга чейин билдирилбегени, изилдөөчүлөрдүн пикири боюнча, кайталанма балык байланышын көрсөтүшү мүмкүн.

Tuberomeba capitovia Балыктарда Оору Жаратуучу Паразитпи?

Бул изилдөө буга далил бербейт.

Мурдагы штаммдар бөлүнүп алынган балыктардын ден соолук абалы белгисиз жана W215SH8 түздөн-түз балык тканынан эмес, балык торундагы суудан бөлүнүп алынган.

Мындан тышкары, бул амёбалар стандарттуу азык чөйрөлөрүндө балык клеткасына муктаж болбостон көбөйө алышы, эгер балык менен байланыш болсо да, анын милдеттүү паразитизм эместигин көрсөтөт.

Ошондуктан изилдөө Tuberomebaнын:

• патоген экенин,
• форель оорусун жаратарын,
• балыктарда ткандык жабыркоо пайда кыларын

көрсөтпөйт.

Балыктар менен байланыштын экологиялык мүнөзүн аныктоо үчүн эксперименталдык инфекция, гистопатология жана талаа скрининги талап кылынат.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Интеграцияланган таксономиялык ыкма

Филогенетикалык маалымат топтомдору

Maximum likelihood анализдери IQ-TREE жана RAxML менен, Байес анализи болсо MrBayes менен жүргүзүлгөн.

Maximum likelihood колдоолору 1000 bootstrap кайталоосуна негизделген. Байес анализи 20 миллион муундук MCMC чынжырлары менен жүргүзүлгөн.

Tuberomeba уруусунун расмий диагнозу

Жаңы уруу төмөнкү негизги белгилер менен аныкталган:

• Монотактикалык амёбалар
• Алга жылуу учурунда гранулоплазма менен биригип кеткен так эмес гиалин капкак
• Багыт өзгөрткөндө айкын көрүнгөн фронталдык гиалоплазма
• Уроид үстүндөгү жабышчаак виллалар
• Айкын гликокаликстин жоктугу
• Бир катмарлуу фиброздук кисталар
• Бутакталган, ийрилген түтүкчөлүү кристалуу митохондриялар
• Митохондриялардын ядронун айланасында топтолушу

Жаңы түрдүн расмий диагнозу

Tuberomeba capitovia үчүн:

• Клетка узундугу: 11-22 µm
• Клетка тууралыгы: 3,5-6 µm
• Ядро: 1,9-3 µm
• Нуклеол: 1,1-1,9 µm
• Киста диаметри: 4,5-7 µm
• Киста дубалы: болжол менен 0,2 µm

диагностикалык өлчөмдөр катары берилген.

Аталышы кайдан келип чыккан?

Tuberomeba аталышы латынча “tuber”, башкача айтканда түйүнөк деген сөздөн келип чыккан.

Авторлор жай кыймылдаган жана арткы бөлүгүндө виллалары бар клеткалар өнүп чыккан картошка түйүнөктөрүн элестетерин белгилешет.

capitovia түр аталышы болсо орусча “Kartoshka-Kapitoshka” деп аталган жумшак оюнчук картошканын латындаштырылган атынан келип чыккан.

ZooBank каттоолору

Изилдөөдө жаңы уруу жана түр үчүн ZooBank LSID каттоолору берилген.

Tuberomeba gen. nov. жана Tuberomeba capitovia sp. nov. ушул каттоолор аркылуу номенклатура системасына киргизилген.

Изилдөө түздөн-түз колдогон жыйынтыктар

• W215SH8 Tubulinea ичинде көз карандысыз жана жогорку колдоого ээ тукумдун мүчөсү.
• Бул тукум морфологиялык жана молекулалык жактан жаңы уруу аныктамасын колдойт.
• Tuberomebaнын эң жакын белгилүү тууганы Ptolemeba.
• W215SH8 менен Tubulinea sp. 4388 ыктымал бир эле түр.
• T. capitovia тузсуз суу-бракиш суу шарттарына кең чыдамдуулукка ээ.
• Түр тузсуз сууда тез киста түзө алгандыктан микроскопиялык текшерүүлөрдө көз жаздымда калышы мүмкүн.
• Tuberomeba менен тузсуз суу балыктарынын ортосунда кайталанма экологиялык байланыш болушу мүмкүн.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

• Tuberomeba capitovia балык патогени экени далилденген эмес.
• Балыктарда инфекция же оору жаратары көрсөтүлгөн эмес.
• Балыктар менен байланыш милдеттүү паразитизм экени көрсөтүлгөн эмес.
• 0,3-20‰ чыдамдуулук бардык Tuberomeba түрлөрү үчүн универсалдуу деп айтууга болбойт.
• Tuberomeba деңиз чөйрөсүндө жашай алары көрсөтүлгөн эмес.
• Tubulinea group 02 ичиндеги бардык штаммдар бир эле түр экени такталган эмес.
• Бул тукумдун чыныгы географиялык таралышын азыркы чектелген үлгүлөр менен аныктоо мүмкүн эмес.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

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

Авторлор: Uliana Ryabusheva, Maria Palataicova жана Alexander Kudryavtsev.

Мекемелер: 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.

Жарыялоо абалы: SSRN preprint; рецензиядан өткөн эмес.

SSRN: 6968487.

Типтик локалитет: Lake Ladoga, Mustalahti Bay, Karelia; көк ала форель өстүрүүчү тордон алынган суу жана калкып жүргөн органикалык зат үлгүсү.

Типтик культура: ZIN.2024.12.

SSU rRNA GenBank жеткиликтүүлүк номери: PZ158404.

Негизги ыкмалар: клондук культура, DIC жарык микроскопиясы, Nuclear Fast Red боёосу, трансмиссиялык электрондук микроскопия, туздуулукка чыдамдуулук эксперименти, PCR, Sanger секвенирлөө, MAFFT, trimAl, IQ-TREE, RAxML, MrBayes жана бириктирилген SSU rRNA + актин филогениясы.

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

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор белгилүү финансылык же жеке кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Негизги чектөөлөр: Изилдөө preprint болуп саналат. Балыктар менен байланыштын чыныгы биологиялык мүнөзү белгисиз. Патогендүүлүк текшерилген эмес. Айрым Tubulinea group 02 штаммдары үчүн морфологиялык маалымат чектелүү. Клад ичиндеги түр ар түрдүүлүгү ички түйүндөрдөгү төмөн колдоодон улам али чечиле элек. Табигый таралууну аныктоо үчүн балык жок жашоо чөйрөлөрүнөн кененирээк экологиялык үлгү алуу талап кылынат.