***سیتروباکتر فروندی*** گونه ای از باکتری‌های گرم منفی بی هوازی اختیاری از خانواده انتروباکتریاسه است که در حال حاضر از ۱۳ گونه شناخته شده تشکیل شده‌است. این باکتری‌ها شکل میله ای با طول معمولی ۱–۵ میکرومتر دارند. اکثر سلول‌های *سیتروباکتر فروندی* دارای چندین تاژک هستند که برای حرکت استفاده می‌شوند، اگرچه برخی از گونه‌های غیر متحرک چنین نیستند. سیتروباکتر فروندی یک میکروارگانیسم ساکن خاک است، اما می‌تواند در آب، فاضلاب، غذا و مجاری روده حیوانات و انسان نیز یافت شود. جنس سیتروباکتر در سال ۱۹۳۲ توسط Werkman و Gillen کشف شد. کشت سیتروباکتر فروندی در همان سال از عصاره خاک گرفته و شناسایی شد.

مورفولوژی و ویژگی‌های سلولی
---------------------------

اگزوپلی ساکاریدهای سیتروباکتر فروندی رادیکال هیدروکسیل را هدف قرار می‌دهند و فعالیت آنتی‌اکسیدانی را نشان می‌دهند. این خواص آنتی‌اکسیدانی به بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی مربوط می‌شود.

*ستروباکتر فروندی* همچنین می‌تواند تأثیر مثبتی در درمان برخی سرطان‌ها داشته باشد. به‌طور خاص، مشخص شده‌است که در نابودی و درمان سرطان دهانه رحم مفید است. برخی از سویه‌های جدا شده از *سیتروباکتر فروندی* در برابر سلول‌های HeLa، که یک خط سلولی نامیرا انسانی هستند که از سلول‌های سرطان دهانه رحم منشأ می‌گیرد، سمیت دارند.

سیتروباکتر فروندی دارای یک الگوی چسبندگی تهاجمی است که در سلول‌های بز یافت شده‌است که نشان داده شده‌است که در بیماری‌زایی آن نقش دارد. اگرچه، این تضمینی برای عفونت نیست.

تشکیل بیوفیلم نقش عمده‌ای در میزان عفونت *سیتروباکتر فروندی* ایفا می‌کند و حالت‌های مختلف عفونت را نشان می‌دهد که نه تنها شامل چسبندگی، بلکه تشکیل بیوفیلم در دمای اتاق می‌شود. چسبندگی قوی بیوفیلم همچنین می‌تواند منجر به مخزنی برای مقاومت در ژن‌های ضد میکروبی شود، به این معنی که حتی اگر چسبندگی مستقیماً باعث عفونت در این موارد نمی‌شود، چسبیدن باعث ایجاد مقاومت می‌شود.

بیوفیلم‌های بزرگ در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد توسط سویه‌های مقاوم به چند داروی غیر سیتوتوکسیک از سیتروباکتر فروندی که در نتیجه چسبیدن به سلول‌های اپیتلیال کولون در الگوی تجمعی تشکیل می‌شوند، تشکیل می‌شوند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، مشخص شد که سویه‌هایی که تجمع دارند هیچ گونه فیمبریایی که روی سطح قابل مشاهده است ندارند. بیان فیمبریا برای تشکیل بیوفیلم را می‌توان با دما تنظیم کرد، مشابه آنچه در برخی از انتروباکتریال‌ها وجود دارد. نشان داده شده‌است که نرخ تشکیل بیوفیلم نسبتاً پایین است، اما پس از رشد در دمای اتاق، سویه‌های سیتروباکتر فروندی بیشتری برای ایجاد بیوفیلم‌های قوی نشان داده شده‌اند که به ماندگاری این سویه در محیط‌هایی مثل بیمارستان کمک می‌کند. این نشان می‌دهد که این سویه‌ها برای پیروزی در مورد موفقیت و تداوم بیماری در میزبان از استراتژی متفاوتی با سایر سویه‌ها استفاده می‌کنند. این نشان می‌دهد که شکل‌گیری بیوفیلم‌ها را می‌توان به شدت تحت تأثیر دماهای مختلف قرار داد.

فیلوژنی و تکامل ژنوم
--------------------

*سیتروباکتر فروندی* از نظر فیلوژنتیکی متنوع تر از کلادهای *E. coli* و *Salmonella spp است.*، که نشان می‌دهد سیتروباکتر فروندی یک جنس پلی فیلتیک است. با توجه به تنوع فنوتیپی که سیتروباکتر فروندی دارد، شناسایی آن را بسیار دشوار می‌کند، به ویژه به این دلیل که نه تنها در رفتارهای آنتی‌ژنی و بیماری‌زا، بلکه از نظر مورفولوژی سلولی نیز تطبیق پذیر است.

سیتروباکتر فروندی دارای درجات بالایی از تنوع نوکلئوتیدی به دلیل دو دودمان مختلف با جدایی عمیق در تاکسون است. بر اساس اطلاعات فیلوژنتیکی، این تقسیم‌بندی‌های دودمانی کاملاً با اطلاعات مربوط به جغرافیا و گونه‌های میزبان همبستگی دارد که نشان می‌دهد این عوامل در انتخاب‌پذیری اهمیت دارند. وقتی صحبت از هر ژن به میان می‌آید، گونه‌ها می‌توانند در میان گونه‌های مختلف متفاوت باشند، و شاخه‌های واگرا در برخی شاخه‌ها ممکن است در شاخه‌های دیگر ارتباط نزدیکی داشته باشند. با وجود این تقسیم در اصل و نسب، همه سویه‌های سیتروباکتر فروندی از سیترات استفاده می‌کنند.

شواهد بیشتری از تکامل را می‌توان از دو دسته بتالاکتاماز از سیتروباکتر فروندی به دست آورد: بتالاکتاماز CMY-2 AmpC و بتالاکتاماز TEM-1. هیچ‌کدام از اینها به بتالاکتام مقاومت ندارند و هیچ مشخصاتی با مقاومت طبیعی را منتقل نمی‌کنند. تکامل آزمایشگاهی نشان می‌دهد که پتانسیل پیشرفت مقاومت در رابطه با سفپیم برای CMY-2 و TEM-1 وجود دارد. مقاومتی که توسط CMY-2 و TEM-1 به دست می‌آید در برابر باکتری‌های گرم منفی است. CMY-2 تکامل نیافته مقاومت بیشتری نسبت به TEM-1 نشان می‌دهد (چهار برابر مقدار). با این حال، TEM-1 سطوح بالاتری از مقاومت را نسبت به CMY-2 ایجاد کرد که هر دو تکامل یافتند.

جزئیات متابولیک
---------------

سیتروباکتر فروندی توانایی رشد بر روی گلیسرول را دارد و از آن به عنوان تنها منبع کربن و انرژی خود استفاده می‌کند. ارگانیسم حاوی یک ریز محفظه باکتریایی است که قادر به پردازش پروپاندیول است. سیتروباکتر فروندی تست MR مثبت و VP منفی همراه با تست کاتالاز مثبت و اکسیداز منفی ایجاد می‌کند. سیتروباکتر فروندی نمی‌تواند نشاسته، لیپیدها یا ژلاتین را هیدرولیز کند. سیتروباکتر فروندی همچنین برای تجزیه زیستی اسید تانیک مورد استفاده در دباغی‌ها تحت بررسی قرار گرفته‌است.

سیتروباکتر فروندی شامل یک سویه باکتریایی تجزیه کننده فنوالرات، CD-9 است. تجزیه فنوالرات از طریق CD-9 همچنین شامل تجزیه محصولات میانی است. این در نهایت از تجمع واسطه‌ها در پایان آزمایش جلوگیری می‌کند که نشان می‌دهد این سویه ممکن است استرها را کاملاً متابولیزه کند و یک مسیر متابولیک کامل برای تخریب فن‌والرات را در خود جای دهد. شرایط بهینه برای CD-9 عبارتند از: غلظت فنوالرات ۷۷ میلی‌گرم در لیتر، pH 6.3 و مقدار تلقیح ۶ درصد (v/v). این شرایط به نفع ۸۸ درصد تخریب فنوالرات در ۷۲ ساعت است. مشخص شد آنزیمی که باعث تخریب فنوالرات می‌شود یک آنزیم درون سلولی است.

ژن‌های تناسب اندام منحصربه‌فرد نشان می‌دهند که مسیرهای متابولیکی متعدد، یعنی ترشح پروتئین وابسته به tat، نوترکیب DNA و فرآیندهای ترمیم، همگی برای بقای سیتروباکتر فروندی در سیستم گردش خون ضروری هستند. این یافته‌ها به نیاز شناسایی منبع اصلی کربن میزبان یا توانایی سیتروباکتر فروندی برای تنظیم از دست دادن مسیرهای مصرف کربن فردی در محیط میزبان اشاره می‌کند. جهش tatC *سیتروباکتر فروندی* حدود نیمی از کاهش تحرک شنا را در مقایسه با سویه نوع وحشی نشان داد و تحرک شنا به‌طور کامل توسط مکمل ژن ترانس بازسازی شد. این نتایج کمبودهای تحرک را در غیاب عملکرد tatC برجسته می‌کند. با این حال، از آنجایی که شنا به ندرت در جهش یافته tatC مشاهده می‌شود، این امکان وجود دارد که عملکرد تاژک تا حدودی حفظ شود.

ارتباط با سیستم گسترده‌تر
-------------------------

سیتروباکتر فروندی نیز معمولاً عضوی از میکروبیوم خاک است. این میکروب نقش مهمی در چرخه نیتروژن در محیط دارد. سیتروباکتر فروندی همچنین یک باکتری تثبیت کننده نیتروژن است، فرآیندی که در بافت‌های زنده درختان ساسافراس نشان داده شده‌است. این فرایند شواهدی را ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد آنها تا حدی مسئول کاهش نیترات به نیتریت در محیط هستند.

سیتروباکتر فروندی همچنین می‌تواند در مجاری روده انسان و سایر حیوانات از منابع مختلف محیطی یافت شود. سیتروباکتر فروندی یک جزء مشترک از میکروبیوم روده انسان‌های سالم است. در حالی که بیشتر سویه‌ها مفید هستند، تنوع فنوتیپی قابل توجهی در بین سویه‌ها وجود دارد، حتی آنهایی که بیش از ۹۹ درصد ژنوم خود را به اشتراک می‌گذارند. سیتروباکتر فروندی تعامل با افراد سالم به‌طور معمول به عنوان غیر بیماری‌زا در نظر گرفته می‌شود. با این حال، یک بار در جریان خون، سیتروباکتر فروندی می‌تواند باعث عفونت تهدید کننده زندگی شود که می‌تواند به سپسیس تبدیل شود. در نتیجه، سیتروباکتر فروندی متعلق به گروه محدودی از گونه‌های باکتریایی گرم منفی است که اغلب در محیط‌های مراقبت‌های بهداشتی با آن‌ها مواجه می‌شوند و می‌توانند باعث ایجاد انواع بیماری‌ها در افراد مبتلا به انواع اختلالات زمینه‌ای شوند.

به نظر می‌رسد سمیت سیتروباکتر فروندی نادر است و تأثیر اصلی آن بر سلامت انسان به عنوان یک پاتوژن فرصت طلب است. به این ترتیب، سیتروباکتر فروندی باعث طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها، از جمله عفونت‌های سیستم ادراری، دستگاه تنفسی، زخم‌ها، گردش خون و سایر نقاط در بیماران دچار نقص ایمنی می‌شود. طبق گزارش مراکز مراقبت‌های بهداشتی آمریکای شمالی، جنس سیتروباکتر مسئول ۳ تا ۶ درصد عفونت‌های انتروباکتریاسه است و یکی از شایع‌ترین گونه‌های مرتبط با عفونت انسانی است.

ژن‌های بیماری‌زا که مشابه یا همولوگ با آنهایی هستند که در پاتوتیپ‌های E. coli و همچنین در سالمونلا شناسایی شده‌اند، در سیتروباکتر فروندی نیز شناسایی شده‌اند. تغییرات فنوتیپی که از سویه والدینی سیتروباکتر فروندی غیر معمول برگشت‌پذیر هستند، در نتیجه یک محیط نوسانی شناسایی شده‌اند. یک توضیح احتمالی برای این فرضیه است که فرزندان یک سویه باکتریایی با درجات مختلفی از تغییرات فنوتیپی تولید خواهند شد تا میزان بقا در شرایط چالش‌برانگیز افزایش یابد. مشخص شده‌است که در جمعیت‌های باکتریایی طبیعی، تغییرات ژنومی می‌تواند اتفاق بیفتد و اتفاق می‌افتد، اما بسیاری از این تغییرات مضر می‌شوند و باعث می‌شوند که بقا تنها در بخش‌های کوچکی از جمعیت تحت شرایط فشار انتخاب طبیعی رخ دهد.

منابع
-----

1. 1 2  LPSN lpsn.dsmz.de
2. 1 2  Choudhuri, Indranil; Khanra, Kalyani; Maity, Prasenjit; Patra, Anutosh; Maity, Gajendra Nath; Pati, Bikas Ranjan; Nag, Anish; Mondal, Soumitra; Bhattacharyya, Nandan (2021). "Structure and biological properties of exopolysaccharide isolated from Citrobacter freundii". *International Journal of Biological Macromolecules* (به انگلیسی). **168**: 537–549. doi:10.1016/j.ijbiomac.2020.12.063. PMID 33316341.
3. 1 2 3 4 5 6 7  Ramos-Vivas, José; Chapartegui-González, Itziar; Fernández-Martínez, Marta; González-Rico, Claudia; Barrett, John; Fortún, Jesús; Escudero, Rosa; Marco, Francesc; Linares, Laura (2020). "Adherence to Human Colon Cells by Multidrug Resistant Enterobacterales Strains Isolated From Solid Organ Transplant Recipients With a Focus on Citrobacter freundii". *Frontiers in Cellular and Infection Microbiology*. **10**: 447. doi:10.3389/fcimb.2020.00447. ISSN 2235-2988. PMC 7525035. PMID 33042855.
4. 1 2 3 4 5 6  Delgado, Gabriela; Souza, Valeria; Morales, Rosario; Cerritos, René; González-González, Andrea; Méndez, José Luis; Vázquez, Virginia; Cravioto, Alejandro (2013). Webber, Mark Alexander (ed.). "Genetic Characterization of Atypical Citrobacter freundii". *PLOS ONE* (به انگلیسی). **8** (9): e74120. Bibcode:2013PLoSO...874120D. doi:10.1371/journal.pone.0074120. ISSN 1932-6203. PMC 3771896. PMID 24069274.
5. 1 2 3  Wertz, J. E.; Goldstone, C.; Gordon, D. M.; Riley, M. A. (2003). "A molecular phylogeny of enteric bacteria and implications for a bacterial species concept". *Journal of Evolutionary Biology*. **16** (6): 1236–1248. doi:10.1046/j.1420-9101.2003.00612.x. ISSN 1010-061X. PMID 14640415.
6. 1 2 3 4  Barlow, Miriam; Hall, Barry G (2003). "Experimental Prediction of the Evolution of Cefepime Resistance From the CMY-2 AmpC β-Lactamase". *Genetics* (به انگلیسی). **164** (1): 23–29. doi:10.1093/genetics/164.1.23. ISSN 1943-2631. PMC 1462546. PMID 12750318.
7. ↑  Pang, Allan; Warren, Martin J.; Pickersgill, Richard W. (2011). "Structure of PduT, a trimeric bacterial microcompartment protein with a 4Fe–4S cluster-binding site". *Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography*. **67** (2): 91–96. doi:10.1107/S0907444910050201. ISSN 0907-4449. PMID 21245529.
8. 1 2  Snihur, H.; Petrenko, S.; Kot, T.; Shevchenko, O.; Polischuk, V. (2018). "Widespread Viral Diseases Endangering Cereal Crops in Ukraine". *Mikrobiolohichnyi Zhurnal*. **80** (3): 103–116. doi:10.15407/microbiolj80.03.103. ISSN 1028-0987.
9. 1 2 3 4  Tang, Jie; Lei, Dan; Wu, Min; Hu, Qiong; Zhang, Qing (2020). "Biodegradation and metabolic pathway of fenvalerate by Citrobacter freundii CD-9". *AMB Express* (به انگلیسی). **10** (1): 194. doi:10.1186/s13568-020-01128-x. ISSN 2191-0855. PMC 7599292. PMID 33125615.
10. 1 2 3 4 5 6 7  Anderson, Mark T.; Mitchell, Lindsay A.; Zhao, Lili; Mobley, Harry L. T. (2018). "Citrobacter freundii fitness during bloodstream infection". *Scientific Reports* (به انگلیسی). **8** (1): 11792. Bibcode:2018NatSR...811792A. doi:10.1038/s41598-018-30196-0. ISSN 2045-2322. PMC 6081441. PMID 30087402.
11. ↑  Schloissnig, Siegfried; Arumugam, Manimozhiyan; Sunagawa, Shinichi; Mitreva, Makedonka; Tap, Julien; Zhu, Ana; Waller, Alison; Mende, Daniel R.; Kultima, Jens Roat (2013). "Genomic variation landscape of the human gut microbiome". *Nature* (به انگلیسی). **493** (7430): 45–50. Bibcode:2013Natur.493...45S. doi:10.1038/nature11711. ISSN 0028-0836. PMC 3536929. PMID 23222524.
12. ↑  Morowitz, M. J.; Denef, V. J.; Costello, E. K.; Thomas, B. C.; Poroyko, V.; Relman, D. A.; Banfield, J. F. (2011). "Strain-resolved community genomic analysis of gut microbial colonization in a premature infant". *Proceedings of the National Academy of Sciences* (به انگلیسی). **108** (3): 1128–1133. Bibcode:2011PNAS..108.1128M. doi:10.1073/pnas.1010992108. ISSN 0027-8424. PMC 3024690. PMID 21191099.
13. ↑  Whalen, Jason G. (2007). "Spontaneous Citrobacter freundii Infection in an Immunocompetent Patient". *Archives of Dermatology* (به انگلیسی). **143** (1): 124–125. doi:10.1001/archderm.143.1.124. ISSN 0003-987X. PMID 17224563.