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Effects of Heavy Ion Particle Irradiation on Spore Germination of Bacillus spp. from Extremely Hot and Cold Environments
Zammuto, Vincenzo und Rizzo, Maria G. und De Plano, Laura M. und Franco, Domenico und Guglielmino, Salvatore und Caccamo, Maria T. und Magazù, Salvatore und Fujimori, Akira und Giudice, Angelina Lo und Guglielmin, Mauro und McAlpin, Kevin Roderick und Moeller, Ralf und Gugliandolo, Concetta
(2020)
Effects of Heavy Ion Particle Irradiation on Spore Germination of Bacillus spp. from Extremely Hot and Cold Environments.
Life, 10 (11), Seite 264.
Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI).
doi: 10.3390/life10110264.
ISSN 2075-1729.
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PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB |
Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3390/life10110264 KurzfassungExtremophiles are optimal models in experimentally addressing questions about the
effects of cosmic radiation on biological systems. The resistance to high charge energy (HZE)
particles, and helium (He) ions and iron (Fe) ions (LET at 2.2 and 200 keV/µm, respectively, until
1000 Gy), of spores from two thermophiles, Bacillus horneckiae SBP3 and Bacillus licheniformis T14,
and two psychrotolerants, Bacillus sp. A34 and A43, was investigated. Spores survived He
irradiation better, whereas they were more sensitive to Fe irradiation (until 500 Gy), with spores
from thermophiles being more resistant to irradiations than psychrotolerants. The survived spores
showed different germination kinetics, depending on the type/dose of irradiation and the germinant
used. After exposure to He 1000 Gy, D-glucose increased the lag time of thermophilic spores and
induced germination of psychrotolerants, whereas L-alanine and L-valine increased the
germination efficiency, except alanine for A43. FTIR spectra showed important modifications to the
structural components of spores after Fe irradiation at 250 Gy, which could explain the block in
spore germination, whereas minor changes were observed after He radiation that could be related
to the increased permeability of the inner membranes and alterations of receptor complex structures.
Our results give new insights on HZE resistance of extremophiles that are useful in different
contexts, including astrobiology. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/137231/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Effects of Heavy Ion Particle Irradiation on Spore Germination of Bacillus spp. from Extremely Hot and Cold Environments |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Zammuto, Vincenzo | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; vzammuto (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rizzo, Maria G. | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; mgrizzo (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | De Plano, Laura M. | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; ldeplano (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Franco, Domenico | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; dfranco (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Guglielmino, Salvatore | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; sguglielm (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Caccamo, Maria T. | Department of Mathematics, Computer Sciences, Physics and Earth Sciences, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; mcaccamo (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Magazù, Salvatore | Department of Mathematics, Computer Sciences, Physics and Earth Sciences, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; smagazu (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Fujimori, Akira | Department of Basic Medical Sciences for Radiation Damages, Molecular and Cellular Radiation Biology Group, NIRS/QST, Chiba 263-8555, Japan; fujimori.akira (at) qst.go.jp | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Giudice, Angelina Lo | Institute of Polar Sciences, National Research Council (CNR-ISP), Spianata San Raineri 86 98122 Messina, Italy; angelina.logiudice (at) cnr.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Guglielmin, Mauro | Department of Theoretical and Applied Sciences, University of Insubria, Via J.H. Dunant, 21100 Varese, Italy; mauro.guglielmin (at) uninsumbria.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | McAlpin, Kevin Roderick | Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; kevin.mcalpin (at) dlr.de and Natural Sciences Department, University of Applied Sciences Bonn-Rhein-Sieg (BRSU), D-53359 Rheinbach, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Moeller, Ralf | Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; ralf.moeller (at) dlr.de and Natural Sciences Department, University of Applied Sciences Bonn-Rhein-Sieg (BRSU), D-53359 Rheinbach, Germany | https://orcid.org/0000-0002-2371-0676 | NICHT SPEZIFIZIERT | Gugliandolo, Concetta | Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Sciences, Research Centre for Extreme Environments and Extremophiles, University of Messina, V.le F. Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, Italy; cgugliandolo (at) unime.it | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 30 Oktober 2020 |
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Erschienen in: | Life |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 10 |
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DOI: | 10.3390/life10110264 |
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Seitenbereich: | Seite 264 |
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Verlag: | Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI) |
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ISSN: | 2075-1729 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | Bacillus; extremophiles; heavy ion particle (HZE) radiations; nutrient germinants; spore
germination; spore resistance |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Forschung unter Weltraumbedingungen |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt) |
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Standort: |
Köln-Porz
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie |
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Hinterlegt von: |
Kopp, Kerstin
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Hinterlegt am: | 06 Nov 2020 08:44 |
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Letzte Änderung: | 06 Nov 2020 08:44 |
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