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ロドコッカス・エリスロポリス

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
Rhodococcus erythropolisから転送)
ロドコッカス・エリスロポリス
分類
ドメイン : 真正細菌 Bacteria
: 放線菌門
Actinobacteria
: 放線菌綱
Actinobacteria
: マイコバクテリウム目
Mycobacteriales
: ノカルディア科
Nocardiaceae
: ロドコッカス属
Rhodococcus
: ロドコッカス・エリスロポリス
R. erythropolis
学名
Rhodococcus erythropolis

(Gray and Thornton 1928[1])
Goodfellow and Alderson 1979[2]
(IJSEMのリスト記載 1980[3])

タイプ株
ATCC 4277[4]

CIP 104179
DSM 43066
HAMBI 1953
IEGM 7
IFO 15567
JCM 20419
JCM 3201
LMG 5359
N11
NBRC 15567
NCIB 9158
NCIMB 9158
NCTC 13021
NRRL B-16025
VKM Ac-858

シノニム

  • ロドコッカス・バイコヌレンシス
    Rhodococcus baikonurensis
    Li et al. 2004[5][6]
    LeeとKim (2021)によりRhodococcus erythropolisのシノニムであることが判明[7]
  • ロドコッカス・デグラダンス
    Rhodococcus degradans
    Švec et al. 2015[8]
    (IJSEMのリスト記載 2016[9])
    Lee et al. (2020)によりRhodococcus qingshengiiのシノニムであることが判明[10]
  • Rhodococcus enclensis
    Dastager et al. 2014[11][12]
    (Nouioui et al. (2018)によりRhodococcus qingshengiiのシノニムであることが判明[13]し2019年にIJSEMのリストに記載[14])
  • Rhodococcus jialingiae
    Wang et al. 2010[15][16]
    (Nouioui et al. (2018)によりRhodococcus qingshengiiのシノニムであることが判明[17]
  • Rhodococcus qingshengii
    Xu et al. 2007
    (LeeとKim (2021)によりシノニムであることが判明)[7]

ロドコッカス・エリスロポリスRhodococcus erythropolis)とは、ロドコッカス属グラム陽性細菌の一種である。

命名

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Rhodococcus erythropolisはもともと、1928年にグレイ[ : Gray(英語版) ]とソーントン[ : Thornton(英語版) ]によりMycobacterium erythropolisと名づけられた[18]。その後、Nocardia erythropolisと命名され直されたあと、分子生物学的分類法に従いロドコッカス属に再分類されてRhodococcus erythropolisとなっている。「erythropolis」はギリシャ語で「赤い都市」を意味し、条件によってコロニーが橙色または赤色を呈することに由来する[19]

分布

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R. erythropolisは一般的に土壌に分布している。PR4株は、南太平洋沖縄南部)の深さ1000 mから単離されており[20]R. erythropolisは海中にも存在する。R. erythropolisは健康なヒトの眼の表面(結膜)からも検出される[21]。健康な人間における他の部位(皮膚、糞便細菌叢など)での発見報告はない。

特徴

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形態学的特徴

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R. erythropolis偏性好気性グラム陽性桿菌である。R. erythropolisの形態形成サイクルは基本的に分岐→桿菌→球菌である[22]ノカルディア属(Nocardia属)と同様、細胞壁ミコール酸を含有するため菌体は抗酸性を示す。

ピラジナミダーゼアルカリホスファターゼα-グルコシダーゼエスクリンウレアーゼおよびカタラーゼの試験に陽性である[23]。対して、硝酸塩ピロリドニルアリールアミダーゼβ-グルクロニダーゼβ-ガラクトシダーゼN-アセチル-β-グルコサミニダーゼゼラチナーゼおよび炭水化物発酵試験に陰性である[23]

グルコースグリセロールソルビトールスクロースおよびトレハロースから酸を生成する。対して、アドニトールアラビノースセロビオースガラクトースグリコーゲンイヌリンメレジトースラムノースおよびキシロースからは生成しない[19]マルトースマンニトールグリセロールソルビトールアジピン酸ナトリウムクエン酸ナトリウムグルコン酸ナトリウムブタン-2,3-ジオールセバシン酸シトラコン酸、D-マンデル酸およびL-アスパラギンを唯一の炭素源として増殖することができる;この点で同じロドコッカス属であるR. equiと異なる[19][22]

ロドコッカス属のコロニーの外観は条件によって変化する。LB寒天培地上と5%ヒツジ血液寒天培地上では白色の滑らかなコロニーを形成する[23]が、グルコース酵母エキス寒天培地上とソートン寒天培地上では橙色または赤色の粗いコロニーを形成する[19]。この外観の可変性のために、臨床検査で利用されている表現型試験では他のロドコッカス属種と断定的に区別することはできない。したがって、種の同定においては分子生物学的方法を用いなければならない[24][25]

遺伝学的特徴

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アルカン分解株であるRhodococcus erythropolis PR4は1本の環状染色体(ゲノムサイズ:6,516,310 bp;GC含量:62.31%)、1つの線形プラスミド(pREL1、ゲノムサイズ:271,577 bp;GC含量:61.9%)と2つの環状プラスミド(pREC1、ゲノムサイズ:104,014 bp、GC含量:63.0%;pREC2、ゲノムサイズ:3,637 bp、GC含量:62.2%)を持つ[26]。これらプラスミドの全ては他のロドコッカス属菌株と類似の配列を多数持つ。染色体、pREL1、pREC1、pREC2のオープンリーディングフレーム(ORF)の数はそれぞれ6,437個、298個、102個、3個と予測されている。pREL1とpREC1によってコードされる酵素は共同して機能し、アルカンの効率的な無機化を可能にする。

pREL1には、BD2株のpBD2との相同領域がいくつかある。 例えば、pREL1とpBD2には、共通する金属耐性遺伝子がある。一方で、pREL1は、pBD2上にないアルカン分解酵素(アルカンヒドロキシラーゼ)の遺伝子をコードしている。この酵素は、BD2株はおろか、他の生物のものとは全く異なる酵素成分をいくつか有する。このアルカンヒドロキシラーゼはシトクロムP450モノオキシゲナーゼ2Fe-2Sフェレドキシンフェレドキシン還元酵素の各1個から成る。フェレドキシン還元酵素のアミノ酸配列はAlkT(ルブレドキシンレダクターゼ)のものと類似している。亜鉛含有アルコールデヒドロゲナーゼはアルカノールおよび、アルカンヒドロキシラーゼによって生成されるアルカン酸化生成物を酸化する。

pREC1は、R. equiの病原性プラスミドであるpREAT701と部分的に類似した配列を持つ。 pREC1はpREAT701の病原性遺伝子を持たず、脂肪酸のβ酸化のための遺伝子をコードする。

バイオレメディエーションへの利用

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Rhodococcus erythropolisのいくつかの株は、鉱油の分解を目的としたバイオレメディエーションに有用である[27]有機溶媒に対する耐性を有しており、また、酸化脱水素エポキシ化加水分解ヒドロキシル化脱ハロゲン化脱硫を行う酵素を持つ。石油で汚染された環境中に天然で生育している例が多数報告されている。

PR4株は、炭素数2から8のn-アルカンプリスタン等の分岐アルカン、トルエン等のアルキルベンゼン塩化ビフェニル類を分解することができる[20][26][28]

炭化水素の分解能に加え、PR4株は有機溶媒に対する耐性を持つ。この耐性は、細胞外多糖(extracellular polysaccharides:EPS)を多量に分泌する性質によるものと考えられている[29][30]。このEPSとして、PR4株は脂肪酸含有EPS(PR4 FACEPS)とフコイダンを同時に分泌する。浦井らは、RP4 FACEPSは酸性細胞外多糖FR2であると指摘している。

病原性

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ヒトへの感染は5件報告されている。1)ブラウン[ : Brown ]とヘンドラー[ : Hendler ]は、持続性自己管理腹膜透析[ : continuous ambulatory peritoneal dialysis ]中にR. erythropolisによる腹膜炎が発生したことを報告した[31]。2)ヴェルナッツァ[ : Vernazza ]らは、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の治療のために長期間のクラブラニン酸アモキシシリン療法[ : amoxicillin -clavulanic acid therapy ]を受けていた患者での播種性皮膚感染を報告した[32]。3)フォン・ベロー[ : von Below ]らは、人工レンズの移植後の慢性眼内炎の原因菌としてR. erythropolisを同定した[33]。ベローらは移植レンズを除去し、前部硝子体切除術の施術およびプラスセフォチアムアミカシンとの同時投与をしなければならなかった。4)Osoagbakaは肺炎患者の痰からR. erythropolisを単離した[34]。5)馬場はR. erythropolis血流感染を報告した[23]

血流感染

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血流感染の最初の発見例は、食道がんの79歳の男性患者でだった[23]。患者は3週間の入院中に38.4℃の発熱をし、血液サンプルからはグラム陽性細菌が検出された。患者にセフォペラゾン-スルバクタムを投与したところ発熱が緩和したが、その後、同抗生物質投与の継続にもかかわらず再発した。最初のグラム陽性細菌の検出から10日後に再び、表現型が一致する細菌が血液サンプルから検出された。治療は第二世代セフェム系抗生物質セフォチアム1 gの1日3度の投与に切り替えられた。患者は発熱の再発をせず、1ヵ月後に退院した。

この患者の血液サンプルから検出されたグラム陽性細菌はR. erythropolisと同定され、プロファイル番号2151004を与えられた。2151004の16S rRNAR. erythropolis DSM 43188(X80618)のそれと99.4%(1449 bpのDNA断片中、1441 bp)一致した。一方で、R. equi DSM 40307(X80614)と55 bp、R. rhodochrous DSM 43241(X79288)と56 bp、R. fascians DSM 20669(X79186)と42 bp異なった(3菌株とも病原性)。

2151004における抗生物質の最小発育阻止濃度(MIC)は以下のとおりに決定された。ペニシリン、2μg/ ml;セフォチアム、≤1/ ml;セフォペラゾン-スルバクタム、4/ ml;バンコマイシン、0.5/ ml;クリンダマイシン、1μg/ ml;テトラサイクリン、2μg/ ml;ゲンタマイシン、≤1/ ml;リファンピン(リファンピシン)、≤1/ ml。

脚注

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  1. ^ a b Gray PHH, Thornton HG. (1928). “Soil bacteria that decompose certain aromatic compounds”. Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene, Abteilung II 73: 74-96. 
  2. ^ M. Goodfellow, Grace Alderson (01 May 1977). “The Actinomycete-genus Rhodococcus: A Home for the "rhodochrous" Complex”. Microbiology Society 100 (1). doi:10.1099/00221287-100-1-99. PMID 874450. 
  3. ^ V. B. D. Skerman, Vicki. McGOWAN, P. H. A. Sneath (01 January 1980). “Approved Lists of Bacterial Names”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 30 (1). doi:10.1099/00207713-30-1-225. 
  4. ^ Rhodococcus erythropolis (Gray and Thornton) Goodfellow and Alderson 4277”. ATCC (American Type Culture Collection). 2022年1月8日閲覧。
  5. ^ Ying Li, Yoshiaki Kawamura, Nagatoshi Fujiwara, Takashi Naka, Hongsheng Liu, Xinxiang Huang, Kazuo Kobayashi, Takayuki Ezaki (01 May 2004). “Rothia aeria sp. nov., Rhodococcus baikonurensis sp. nov. and Arthrobacter russicus sp. nov., isolated from air in the Russian space laboratory Mir”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 54 (3). doi:10.1099/ijs.0.02828-0. PMID 15143031. 
  6. ^ “Notification that new names and new combinations have appeared in volume 54, part 3, of the IJSEM”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 54 (5). (01 September 2004). doi:10.1099/ijs.0.63382-0. 
  7. ^ a b Soon Dong Lee, In Seop Kim (15 July 2021). “Rhodococcus spelaei sp. nov., isolated from a cave, and proposals that Rhodococcus biphenylivorans is a later synonym of Rhodococcus pyridinivorans, Rhodococcus qingshengii and Rhodococcus baikonurensis are later synonyms of Rhodococcus erythropolis, and Rhodococcus percolatus and Rhodococcus imtechensis are later synonyms of Rhodococcus opacus”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 71 (7). doi:10.1099/ijsem.0.004890. PMID 34264809. 
  8. ^ Pavel Švec, Jitka Černohlávková, Hans-Jürgen Busse, Hana Vojtková, Roman Pantu˚ček, Margo Cnockaert, Ivana Mašlaňová, Stanislava Králová, Peter Vandamme, Ivo Sedláček (01 December 2015). “Classification of strain CCM 4446T as Rhodococcus degradans sp. nov.”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 65 (Pt_12). doi:10.1099/ijsem.0.000584. PMID 26385412. 
  9. ^ Aharon Oren, George M. Garrity (01 March 2016). “Notification that new names of prokaryotes, new combinations and new taxonomic opinions have appeared in volume 65, part 12, of the IJSEM”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 66 (3). doi:10.1099/ijsem.0.000936. 
  10. ^ Soon Dong Lee, In Seop Kim, Young-Ju Kim, Yochan Joung (15 June 2020). “Rhodococcus cavernicola sp. nov., isolated from a cave, and Rhodococcus degradans is a later heterosynonym of Rhodococcus qingshengii”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 70 (7). doi:10.1099/ijsem.0.004126. PMID 32538737. 
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  12. ^ Aharon Oren, George M. Garrity (01 November 2014). “Notification that new names of prokaryotes, new combinations and new taxonomic opinions have appeared in volume 64, part 8, of the IJSEM”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 64 (Pt_11). doi:10.1099/ijs.0.070235-0. 
  13. ^ Imen Nouioui, Lorena Carro, Marina García-López, Jan P. Meier-Kolthoff, Tanja Woyke, Nikos C. Kyrpides, Rüdiger Pukall, Hans-Peter Klenk, Michael Goodfellow and Markus Göker (22 August 2018). “Genome-Based Taxonomic Classification of the Phylum Actinobacteria. Frontiers in Microbiology. doi:10.3389/fmicb.2018.02007. PMC 6113628. PMID 30186281. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6113628/. 
  14. ^ Aharon Oren, George M. Garrity (04 January 2019). “Notification of changes in taxonomic opinion previously published outside the IJSEM”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 69 (1). doi:10.1099/ijsem.0.003171. 
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  16. ^ “Notification that new names and new combinations have appeared in volume 60, part 2, of the IJSEM”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60 (5). (01 May 2010). doi:10.1099/ijs.0.024455-0. 
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