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8.7F: Deltaproteobacteria - Biología

8.7F: Deltaproteobacteria - Biología


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Deltaproteobacteria es una clase de proteobacterias que son gramnegativas.

Objetivos de aprendizaje

  • Revise la clase de proteobacterias Deltaproteobacteria

Puntos clave

  • Las Deltaproteobacteria comprenden una rama de géneros predominantemente aeróbicos.
  • Las deltaproteobacterias incluyen las Myxobacteria que forman cuerpos fructíferos y que liberan mixosporas en ambientes desfavorables.
  • Las deltaproteobacterias incluyen una rama de géneros estrictamente anaeróbicos, que contiene la mayoría de los sulfatos conocidos (Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, etc.) y bacterias reductoras de azufre (por ejemplo, Desulfuromonas spp.).

Términos clave

  • aerobio: Viviendo o ocurriendo solo en presencia de oxígeno.
  • Deltaproteobacteria: Deltaproteobacteria es una clase de Proteobacteria. Todas las especies de este grupo son, como todas las proteobacterias, gramnegativas.
  • Gram-negativos: Las bacterias gramnegativas son bacterias que no retienen el colorante cristal violeta en el protocolo de tinción de Gram. En una prueba de tinción de Gram, se agrega una contratinción (comúnmente safranina) después del cristal violeta, coloreando todas las bacterias Gram negativas con un color rojo o rosa.

Deltaproteobacteria es una clase de Proteobacteria. Todas las especies de este grupo son, como todas las proteobacterias, gramnegativas.

Las Deltaproteobacteria comprenden una rama de géneros predominantemente aeróbicos, las Myxobacteria que forman cuerpos fructíferos y que liberan mixosporas en ambientes desfavorables. Es una rama de géneros estrictamente anaeróbicos, que contiene la mayoría de los sulfatos conocidos (Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, etc. Desulfuromonas spp.) Junto con varias otras bacterias anaerobias con fisiología diferente (por ejemplo, Geobacter spp. Reductor de hierro férrico y Pelobacter sintrófico y Syntrophus spp.). Recientemente se ha identificado una deltaproteobacteria intracelular patógena.

Las mixobacterias ("bacterias del limo") son un grupo de bacterias que viven predominantemente en el suelo y se alimentan de sustancias orgánicas insolubles. Las mixobacterias tienen genomas muy grandes, en relación con otras bacterias, p. Ej. 9-10 millones de nucleótidos. Sorangium cellulosum tiene el genoma bacteriano más grande conocido (en 2008), con 13 millones de nucleótidos. Las mixobacterias se incluyen entre el grupo delta de proteobacterias, un gran taxón de formas gramnegativas.

Las mixobacterias pueden moverse activamente deslizándose. Por lo general, viajan en enjambres (también conocidos como manadas de lobos), que contienen muchas células que se mantienen juntas mediante señales moleculares intercelulares. Los individuos se benefician de la agregación, ya que permite la acumulación de enzimas extracelulares que se utilizan para digerir los alimentos. Esto, a su vez, aumenta la eficiencia de la alimentación. Las mixobacterias producen una serie de productos químicos biomédica e industrialmente útiles, como los antibióticos. Exportan esos productos químicos fuera de la celda.

La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procarióticos con posición en la nomenclatura (LPSN) y el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) y la filogenia se basa en la versión 106 de LTP basada en rRNA 16S de 'The All-Species Living Tree' Proyecto.


Proteobacterias

Proteobacterias es un filo importante de bacterias Gram-negativas. Incluyen una amplia variedad de géneros patógenos, como Escherichia, Salmonela, Vibrio, Helicobacter, Yersinia, Legionellales, y muchos otros. [10] Otras son de vida libre (no parasitarias) e incluyen muchas de las bacterias responsables de la fijación de nitrógeno.

Carl Woese estableció este grupo en 1987, llamándolo informalmente "la bacteria púrpura y sus parientes". [11] Debido a la gran diversidad de formas que se encuentran en este grupo, recibió el nombre de Proteus, un dios griego del mar capaz de asumir muchas formas diferentes y no lleva el nombre del género Proteobacteria. Proteo. [1] [12]


Diferenciación de nicho basada en nitratos por distintas bacterias reductoras de sulfato involucradas en la oxidación anaeróbica del metano

Diversas asociaciones entre arqueas metanotróficas (ANME) y grupos bacterianos reductores de sulfato (SRB) a menudo coexisten en las filtraciones de metano marino; sin embargo, no se ha examinado la ecofisiología de estas diferentes asociaciones simbióticas. Aquí, aplicamos una combinación de hibridación in situ molecular, geoquímica y de fluorescencia (FISH) acoplada a análisis de espectrometría de masas de iones secundarios a nanoescala (FISH-NanoSIMS) de sedimentos de filtración in situ e incubaciones de sedimentos modificados con metano de diversas ubicaciones (Eel River Basin, Hydrate Ridge y Costa Rican Margin se filtra) para investigar la distribución y fisiología de un subgrupo recientemente identificado de Desulfobulbaceae (seepDBB) que se encuentra en consorcios con archaea ANME-2c, y los comparó con las asociaciones más comúnmente observadas entre el mismo socio ANME y el Desulfobacteraceae (DSS). Los análisis FISH revelaron agregados de células seepDBB en asociación con ANME-2 de muestras ambientales e incubaciones de laboratorio que son distintas en su estructura en relación con los consorcios ANME / DSS concurrentes. Los agregados ANME / seepDBB fueron más abundantes en sedimentos poco profundos debajo de las esteras microbianas oxidantes de sulfuro. Los perfiles de profundidad de la abundancia de agregados de ANME / seepDBB revelaron una correlación positiva con el nitrato de agua intersticial elevado en relación con los agregados de ANME / DSS en todos los sitios de filtración examinados. Esta relación con el nitrato fue apoyada por experimentos de microcosmos de sedimentos, en los que la abundancia de ANME / seepDBB fue mayor en incubaciones modificadas con nitrato en comparación con el control no modificado. FISH-NanoSIMS reveló además niveles de incorporación de (15) N-nitrato significativamente más altos en agregados individuales de ANME / seepDBB en relación con los agregados de ANME / DSS de la misma incubación. Estos resultados combinados sugieren que el nitrato es un efector geoquímico de la distribución agregada de ANME / seepDBB y proporciona un nicho único para estos consorcios mediante la utilización de una mayor variedad de sustratos de nitrógeno que ANME / DSS.

Cifras

Filogenia del gen de ARNr 16S de ...

Filogenia del gen 16S rRNA de representantes de cultivos puros y reductores de sulfato Deltaproteobacteriano secuencias recuperadas ...

Proporciones relativas del total DBB / ANME ...

Proporciones relativas del total de morfologías agregadas DBB / ANME o DSS / ANME de ( a ,…

Abundancia relativa de ANME / seepDBB (a…

Abundancia relativa de agregados de ANME / seepDBB (al total de ANME / SRB) frente a logaritmos de nitrato transformado (μM) ...


Materiales y métodos

Configuración experimental y enriquecimiento de biocátodos

Se utilizaron celdas electroquímicas de doble cámara, de 25 cm 3 (ml) de volumen (cada cámara) como se describe en Lim et al. (2017). Figura & # x200B Figura1 1 es el esquema de la configuración experimental en este estudio. El enriquecimiento del biocátodo productor de hidrógeno se realizó como se indica en Rozendal et al. (2008). Se utilizó un procedimiento de puesta en marcha de tres pasos y un método de inversión de polaridad para obtener el biocátodo deseado. Se utilizó un ánodo abiótico (RVG-2000, Mersen, EE. UU.) Recubierto con un catalizador de platino de 0,5 mg / cm2. El anolito era una mezcla de cloruro de sodio y tampón de fosfato que constaba de (g / L): NaH2correos4& # x000b72H2O 3,30 Na2HPO4& # x000b72H2O 5,14 NaCl 2,92. El anolito se hizo circular desde un depósito de 250 ml a la cámara anódica a un caudal de 8,7 ml / min. Una vez que se observó una corriente estable, el potencial del biocátodo se incrementó adicionalmente y se fijó en & # x022121.0 V frente al electrodo de hidrógeno estándar (SHE) para todos los experimentos a menos que se indique lo contrario. El medio catolito contenía (g / L): NaH2correos4& # x000b72H2O 0,66 Na2HPO4& # x000b72H2O 1.03, KHCO3 1,0, NH4Cl 0,27, MgSO4& # x000b77H2O 1,23, CaCl2& # x000b72H2O 0.01 y mezcla de oligoelementos 1.0 mL / L (Rozendal et al., 2008). El medio que constaba únicamente de tampón fosfato se preparó primero y se esterilizó en autoclave. Los ingredientes restantes se añadieron por filtración y luego después. La cantidad de KHCO3 y MgSO4& # x000b77H2Se añadió O al medio como se indicó anteriormente, excepto si se menciona lo contrario. A continuación, el medio se alimentó de forma continua a la cámara catódica a 0,2 ml / min. El anolito consistía en una concentración 5 veces mayor de tampón fosfato que en el catolito cuando se prepararon las soluciones. Es para asegurar que el pH del anolito se mantuvo neutral en condiciones de reciclaje. El equilibrio de iones podría afectar el valor de conductividad en los electrolitos y el rendimiento de MEC debido a la diferente concentración de tampón de fosfato. Sin embargo, el efecto fue insignificante en nuestro estudio ya que se utilizó un volumen de operación pequeño (25 ml en cada cámara con la mitad del volumen lleno con electrodo de fieltro de carbón) y un espacio de electrodo más estrecho (& # x022641.0 cm). Durante el proceso de enriquecimiento, se llenó hidrógeno en el espacio de cabeza del cátodo y se recicló mediante una bomba peristáltica en la cámara del cátodo y luego se burbujeó a través del catolito. El hidrógeno del espacio de cabeza se rellenaba todos los días.


Los científicos de los NIH identifican un nutriente que ayuda a prevenir la infección bacteriana

La taurina, que ayuda al cuerpo a digerir las grasas y los aceites, podría ofrecer beneficios para el tratamiento.

Micrografía electrónica de barrido coloreada que muestra Klebsiella pneumoniae resistente a carbapenémicos interactuando con un neutrófilo humano. NIAID

Los científicos que estudian las defensas naturales del cuerpo contra las infecciones bacterianas han identificado un nutriente, la taurina, que ayuda al intestino a recordar infecciones previas y a matar las bacterias invasoras, como Klebsiella pneumoniae (Kpn). El hallazgo, publicado en la revista Celda por científicos de cinco institutos de los Institutos Nacionales de Salud, podría ayudar a los esfuerzos que buscan alternativas a los antibióticos.

Los científicos saben que la microbiota, los billones de microbios beneficiosos que viven armoniosamente dentro de nuestro intestino, pueden proteger a las personas de las infecciones bacterianas, pero se sabe poco sobre cómo brindan protección. Los científicos están estudiando la microbiota con miras a encontrar o mejorar tratamientos naturales para reemplazar a los antibióticos, que dañan la microbiota y se vuelven menos efectivos a medida que las bacterias desarrollan resistencia a los medicamentos.

Los científicos observaron que la microbiota que había experimentado una infección previa y se había transferido a ratones libres de gérmenes ayudó a prevenir la infección con Kpn. Identificaron una clase de bacteria: Deltaproteobacteria - involucrados en la lucha contra estas infecciones, y un análisis más detallado los llevó a identificar la taurina como el desencadenante de Deltaproteobacteria actividad.

La taurina ayuda al cuerpo a digerir las grasas y los aceites y se encuentra naturalmente en los ácidos biliares del intestino. El sulfuro de hidrógeno, un gas venenoso, es un subproducto de la taurina. Los científicos creen que los niveles bajos de taurina permiten que los patógenos colonicen el intestino, pero los niveles altos producen suficiente sulfuro de hidrógeno para prevenir la colonización. Durante el estudio, los investigadores se dieron cuenta de que una sola infección leve es suficiente para preparar la microbiota para resistir la infección posterior, y que el hígado y la vesícula biliar, que sintetizan y almacenan ácidos biliares que contienen taurina, pueden desarrollar una protección contra infecciones a largo plazo.

El estudio encontró que la taurina administrada a ratones como suplemento en el agua potable también preparaba la microbiota para prevenir infecciones. Sin embargo, cuando los ratones bebieron agua que contenía subsalicilato de bismuto, un medicamento común de venta libre que se usa para tratar la diarrea y el malestar estomacal, la protección contra las infecciones disminuyó porque el bismuto inhibe la producción de sulfuro de hidrógeno.

Científicos del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los NIH dirigieron el proyecto en colaboración con investigadores del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, el Instituto Nacional del Cáncer, el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales y el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

Artículo

Una Stacy et al. La infección entrena al huésped para que mejore la resistencia de la microbiota a los patógenos. Celda DOI: 10.1016 / j.cell.2020.12.011 (2021).

Yasmine Belkaid, Ph.D., jefa de la Sección de Inmunidad de Metaorganismos del NIAID en el Laboratorio de Biología del Sistema Inmunológico, está disponible para comentar.

Este comunicado de prensa describe un hallazgo de investigación básico. La investigación básica aumenta nuestra comprensión del comportamiento humano y la biología, que es fundamental para promover nuevas y mejores formas de prevenir, diagnosticar y tratar enfermedades. La ciencia es un proceso impredecible e incremental: cada avance de la investigación se basa en descubrimientos pasados, a menudo de formas inesperadas. La mayoría de los avances clínicos no serían posibles sin el conocimiento de la investigación básica fundamental. Para obtener más información sobre la investigación básica en los NIH, visite https://www.nih.gov/news-events/basic-research-digital-media-kit.

El NIAID realiza y apoya investigaciones, en los NIH, en todo Estados Unidos y en todo el mundo, para estudiar las causas de las enfermedades infecciosas e inmunomediadas y para desarrollar mejores medios para prevenir, diagnosticar y tratar estas enfermedades. Los comunicados de prensa, las hojas informativas y otros materiales relacionados con el NIAID están disponibles en el sitio web del NIAID.


Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteria es una rama más pequeña que se compone en gran parte de géneros aeróbicos. La mayoría de estos organismos están formando cuerpos fructíferos que tienden a liberar mixosporas cuando las condiciones se vuelven cada vez más desfavorables.

Los géneros estrictamente anaeróbicos de esta clase contienen sulfatos y bacterias reductoras de azufre.

Las bacterias anaeróbicas reductoras de sulfato incluyen:

Bacterias anaeróbicas reductoras de azufre:

  • Desulfuromonas chloroethenica
  • Desulfuromonas palmitatis
  • Desulfuromonas thiophila
  • Desulfuromonas svalbardensis

Algunas de las características de las Myxobacteria incluyen:

  • Muévete deslizándote
  • Muévete en enjambres que se conocen como parques de lobos.
  • En sus enjambres, las Myxobacteria producen enzimas extracelulares que utilizan para digerir los alimentos.
  • Son bacterias sociales que también pueden interactuar con otras bacterias que están fuera de su propio grupo.
  • Los cuerpos fructíferos producidos por estas bacterias son macroscópicos y multicelulares.
  • Las mixosporas producidas por estas bacterias son metabólicamente inactivas.

Deltaproteobacteria también consta de algunas bacterias patógenas como SRB Desulfovibrio orale y bacterias Bdellovibrio que viven en otras bacterias gramnegativas como parásitos.

En las bacterias hospedadoras, las bacterias Bdellovibrio se posicionan en el periplasma donde se alimentan activamente de proteínas y polisacáridos. Esto finalmente mata a las bacterias huésped.


Biotecnología química ● Biotecnología farmacéutica

Judith Becker, Christoph Wittmann, en Current Opinion in Biotechnology, 2020

Ectoína

Hoy en día, el soluto ectoína compatible (ácido 2-metil-1,4,5,6-tetrahidropirimidin-4-carboxílico) es el buque insignia de los extremolitos industriales. El aminoácido no proteinogénico se descubrió originalmente en Halorhodospira (antes Ectothiorhodospira ) halocloris, una eubacteria fototrófica extremadamente halófila, aislada de Wadi Natrun, Egipto [36, 37] (Figura 1). Bioquímicamente, la ectoína se forma a partir de l-aspartato-β-semialdehído (ASA) a través de una vía de tres pasos catalizada por l -2,4-diaminobutirato transaminasa (EctB), l -2,4-diaminobutirato acetiltransferasa (EctA) y ectoína sintasa (EctC) (Figura 2) [10, 38]. La ectoína exhibe propiedades cosmotróficas, es decir, es un codisolvente y contribuye a la estabilidad y estructura de las interacciones agua-agua [10, 27]. Debido a esta propiedad, la ectoína protege las proteínas, las membranas celulares y los tejidos humanos de los alérgenos, la luz ultravioleta, el calor y la sequedad y, en consecuencia, se ha convertido en un ingrediente deseado de los productos para el cuidado de la piel y el cabello, como lociones, aerosoles y cremas [8, 13 ] ( Tabla 1 ). Además de los cosméticos, la ectoína se utiliza en dispositivos médicos de venta libre (OTC), como aerosoles nasales [35] y líquidos para inhalación pulmonar [35]. El mercado mundial está en la escala de varias toneladas por año. Los valores de ventas estimados de aproximadamente 1000 US $ kg -1 [10, 39] y un CGAR (tasa de crecimiento anual calculado) probablemente atractivo, inferido de los muchos productos comerciales novedosos (Tabla 1) crean un interesante mercado multimillonario de US $ con perspectivas prometedoras. El líder mundial en la fabricación de ectoínas es la empresa alemana bitop AG. El proceso de bitop se basa en la fermentación de una cepa de organismo no modificado genéticamente (no OGM) de la bacteria halófila. Halomonas elongata [35]. Inicialmente, la ectoína se obtuvo mediante el llamado "ordeño bacteriano": la ectoína se acumula dentro de las células de H. elongata en una fermentación con alto contenido de sal (15%) y luego se libera en el caldo tras una descarga osmótica al 3% [40]. Más recientemente, mutantes "superflujos" de H. elongata Se han aislado, que excretan ectoína de manera beneficiosa durante la producción de alto contenido de sal [35]. El proceso posterior consiste en micro / ultrafiltración, electrodiálisis, cromatografía, secado y cristalización para eliminar las células y otras impurezas y recuperar la ectoína enantioméricamente pura. Según estimaciones del mercado, bitop cubrió más del 90% de la producción mundial en 2016. Mientras tanto, otras empresas como la empresa china Bloomage Biotechnology Corporation han entrado en el mercado. Para ser mencionado aquí, la síntesis química de ectoína también es posible, pero adolece de una baja estereo-selectividad.

Tabla 1 . Productos cosméticos y para el cuidado de la salud comerciales seleccionados que utilizan extremolitos como ingredientes activos

ProductoSolicitudIngrediente activoProveedor
OlynthAerosol nasalEctoínaJohnson y ampamp Johnson
Rinitis por ectoínaAerosol nasalEctoínabitop AG
Spray para la garganta y la boca EctoineSpray para la boca y la garganta ampampEctoínabitop AG
VividrinGotas para los ojosEctoínabitop AG
Pari ProtECTAerosol bucal y ampamp para la garganta
Aerosol nasal
Pastillas
EctoínaPari GmbH
Alergia a las ectoínasGotas para los ojos
Aerosol nasal
Ectoínabitop AG
Ectoine SiccaGotas para los ojosEctoínabitop AG
Dermatitis por ectoínaUngüentoEctoínabitop AG
Crema Syxyl MedEctoineUngüentoEctoínabitop AG
Fluido antienvejecimiento EctoineProtección de la pielEctoínaDADO-cosmed GmbH
Crema-Gel Antienvejecimiento para OjosProtección de la pielEctoínabitop AG
Crema Facial RevitalizanteProtección de la pielEctoína, Glycoinbitop AG
Crema de manos calmanteProtección de la pielEctoínabitop AG
Lavado de cara espumosoProtección de la pielEctoína, Glycoinbitop AG
EUBOS Kinder Haut Ruhe EctoAkut forteUngüentoEctoínaDr. Hobein (Nachf.) GmbH, med. Hautpflege
Suero para después del solProtección de la pielEctoínaBörlind Gesellschaft für kosmetische Erzeugnisse mbH
Extremio de GlycoinProtección de la pielGlycoinJan Dekker
Glycoin naturalProtección de la pielGlycoinbitop AG

Dado que el medio industrial de alta salinidad es corrosivo para los fermentadores de acero inoxidable convencionales y los equipos conectados, y agrega costos adicionales al tratamiento de aguas residuales, la investigación actual apunta a la producción de ectoína baja en sal. Intentos recientes diseñaron halófilos para la producción a un nivel reducido de sal y proporcionan al menos una prueba de concepto, aunque el rendimiento alcanzado hasta ahora es bajo y necesita mejoras adicionales: un mutante de Halomonas hydrothermalis Y2, que carecía del antiportador Mrp de Na + / H +, formó 11 g L -1 de ectoína al 6% de sal, mientras que la cepa madre requirió un 10% de sal y produjo sólo 3 g L -1 [41].

Además, los estudios pioneros utilizaron Escherichia coli [42] y Corynebacterium glutamicum [38] para proporcionar ectoína en la escala de gramos. Ambas cepas crecen de manera óptima a niveles de sal de 0.5%, 30 veces menos de lo requerido para H. elongata [40]. Como ejemplo, C. glutamicum ECT-2 expresó el ectABCD grupo de Pseudomonas stutzeri y formó 4,5 g L -1 de ectoína a partir de glucosa [38]. En los últimos años, la producción de ectoína baja en sal ha avanzado aún más. La cepa recombinante E. coli Ect05 expresó un codón optimizado ectABC grupo de H. elongata y formó 25 g L -1 de ectoína con un rendimiento de 0,11 g g -1 [43]. Desafortunadamente, la ingeniería de cepas eliminó las rutas biosintéticas para la l-treonina, la l-isoleucina y la l-metionina, por lo que el mutante requería ingredientes medianos costosos. Un estudio más reciente investigó sistemáticamente el impacto de la composición de nutrientes y la temperatura del proceso en la producción de ectoína en E. coli [44]. El título fue más alto en aproximadamente 2% de sal y 20 ° C pero permaneció bajo (& lt1 g L-1) incluso para el óptimo identificado. Además, C. glutamicum se modificó para mejorar el suministro del precursor de ectoína aspartato-semialdehído (pyc P458S , hom V59A , lysC T311I ), metabolismo de la glucosa desreprimido (ΔsugR) y eliminación de la secreción de lactato (ΔldhA) [45]. La cepa obtenida C. glutamicum Ecto-5 logró un título de ectoína de 22 g L -1 pero formó l-lisina como subproducto en una cantidad significativa (6 g L -1) que limita el rendimiento.

Un estudio seminal maximizó recientemente el flujo de ectoína en recombinantes C. glutamicum mediante un equilibrio ajustado de la vía de la ectoína [46 ••]. El policistrónico convencional ectABC El grupo fue reemplazado por un diseño monocistrónico para controlar individualmente el nivel de expresión de cada uno de los tres genes de ectoína. El ensamblaje aleatorio de los genes con 19 promotores diferentes y 3 enlazadores diferentes dio como resultado una biblioteca de rutas sintéticas con 185,193 variantes posibles. La biblioteca se transformó en una cepa de chasis, que expresó una aspartokinasa resistente a la retroalimentación (lysC fbr) y carecía del exportador de l-lisina (ΔLisE), crucial para evitar la pérdida de carbono a través de la secreción de l-lisina [47, 48]. El cribado miniaturizado de cientos de mutantes de la vía para la producción de ectoína, previamente establecido en una escala de placa de microtitulación [49], identificó varios hiperproductores, que compartían dos características cruciales: el nivel de proteína de EctB estaba por encima de un cierto umbral y significativamente más alto que el de EctA. [46 ••]. La mejor cepa C. glutamicum ect ABC opt acumuló 65 g L-1 de ectoína en 55 horas y marca un hito hacia la producción industrial de ectoína a bajo nivel de sal, en comparación con desarrollos anteriores (Figura 4).

Figura 4 . Rendimiento de la producción de ectoína en varios productores de microbios (adaptado de la Ref. [46 ••]). El ancho de la flecha representa la tasa de producción de ectoína específica para Corynebacterium glutamicum ect ABC opt (120 mg g −1 h −1) [46 ••], C. glutamicum ECT-1 (10 mg g −1 h −1) y ECT-2 (17 mg g −1 h −1) [38], C. glutamicum ecto5 (15 mg g −1 h −1) [45], Escherichia coli Ect05 (26 mg g −1 h −1) [43], Chromohalobacter salexigens DSM3043 (11 mg g −1 h −1) [102] y Halomonas elongata DSM 142 (7 mg g -1 h -1) [40]. Los datos están relacionados con la masa seca celular.


Cómo un nutriente puede ayudar en la prevención de infecciones

Los microbios resistentes a los antibióticos se consideran una grave amenaza para la salud pública, una de las muchas razones por las que es importante prevenir la aparición de infecciones bacterianas. Los investigadores ahora han descubierto que un nutriente conocido como taurina puede ayudar a las células del intestino a recordar infecciones previas de manera más eficiente y matar las bacterias patógenas si se encuentran. Los hallazgos se han informado en Celda.

El intestino es una parte crucial del sistema inmunológico humano. Una capa de células en el intestino llamada epitelio intestinal evita que la comunidad masiva de microbios que viven en el intestino penetre más en el cuerpo y cause una infección. Estas células epiteliales también liberan moléculas que pueden atraer y activar células inmunes.

Las células microbianas no patógenas en el intestino también ayudan en la inmunidad, aunque todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo lo hacen.

En este trabajo, los investigadores crearon un modelo de ratón de infecciones por Klebsiella pneumoniae (Kpn) y luego transfirieron microbios intestinales de estos ratones a ratones que no portaban ningún microbio intestinal, llamados ratones libres de gérmenes. Después de que los ratones libres de gérmenes fueron expuestos a Kpn, los investigadores encontraron que pudieron prevenir la infección, lo que sugiere que los microbios intestinales con experiencia de infección estaban ayudando a proteger a los ratones.

El trabajo posterior indicó que una clase de bacterias llamadas Deltaproteobacteria juega un papel en la lucha contra las infecciones por Kpn, y que la taurina está desencadenando la actividad de Deltaproteobacteria.

La taurina es un componente natural de los ácidos biliares en el intestino. Ayuda al cuerpo a descomponer las grasas y los aceites y uno de sus subproductos es el gas venenoso sulfuro de hidrógeno.

Los investigadores sugirieron que los niveles bajos de taurina permiten que los patógenos vivan en el intestino, pero cuando los niveles de taurina son altos, generan suficiente sulfuro de hidrógeno para evitar que estos patógenos colonicen el intestino.

Este trabajo demostró que solo era necesaria una infección leve para "entrenar" a los microbios a combatir infecciones posteriores. También se descubrió que el hígado y la vesícula biliar, que generan y almacenan ácidos biliares que contienen taurina, desarrollan una protección a largo plazo contra las infecciones.

Cuando a los ratones se les dio agua suplementada con taurina, los investigadores encontraron que sus microbiomas estaban mejor preparados para prevenir infecciones. Si, en cambio, el agua se complementó con subsalicilato de bismuto, un medicamento para la diarrea que se vende sin receta y que también inhibe la producción de sulfuro de hidrógeno, entonces los ratones no tenían una protección fuerte contra la infección.


El encalado no contrarresta la influencia de la fertilización a largo plazo en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo y su patrón de coexistencia.

La aplicación de fertilizantes químicos es una práctica agronómica común para mejorar la productividad de los cultivos y el encalado se usa a menudo para contrarrestar la acidificación del suelo causada por la fertilización a largo plazo; sin embargo, no está claro si el encalado contrarrestará el efecto de la fertilización a largo plazo en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo y su patrón de co-ocurrencia. Aquí, examinamos la influencia de la fertilización a largo plazo (NPKS) y encalado (L) en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo y sus redes de co-ocurrencia mediante la secuenciación de amplicones del gen 16S rRNA. Nuestros resultados mostraron que el encalado contrarrestó la influencia de la fertilización a largo plazo en el pH del suelo, pero no en el carbono orgánico soluble (COS) y la conductividad eléctrica (CE). La fertilización a largo plazo afectó la abundancia de Acidobacteriia, Deltaproteobacteria y Gammaproteobacteria en el suelo de 0-10 cm, y la de Deltaproteobacteria, Gammaproteobacteria y Gemmatimonadetes en el suelo de 10-20 cm, mientras que el encalado afectó la abundancia de Acidobacteriia, Gammaproteobacteria y Chimmatimonadetes en el suelo de 10-20 cm. 0-10 cm de suelo y el de Deltaproteobacteria en el suelo de 10-20 cm. La estructura de la comunidad bacteriana en suelos con el tratamiento NPKS-L fue diferente a la de otros tratamientos, y se vio afectada principalmente por SOC, EC y NO3 - concentración. Los números de enlace en las redes de co-ocurrencia bacteriana disminuyeron con la fertilización a largo plazo o el encalado solo, pero aumentaron con el tratamiento con NPKS-L. A pesar del hecho de que el encalado alivia la acidificación del suelo inducida por la fertilización, este estudio indica que el encalado no contrarrestó el efecto de la fertilización a largo plazo en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo y su patrón de co-ocurrencia, por lo que no puede recuperar la funcionalidad microbiana del suelo que es cambiada por Fertilización a largo plazo.


8.7F: Deltaproteobacteria - Biología

Estos organismos están formados por dos grupos principales y muy diferentes. Un grupo tiende a ser anaerobios unicelulares y obligados. La mayoría usa sulfato como aceptor de electrones terminal y lo reduce a sulfuro. Ocurren en asociación con lodo anóxico rico en azufre, manantiales geotérmicos y tractos digestivos. Geobacter (ver Figura A), aislado por primera vez del lodo en el río Potomac, puede pasar sus electrones a metales, por lo que la NASA lo está probando para ver si se puede usar para hacer una batería viva que obtiene su energía a través de desechos orgánicos.

El otro clado principal está formado por aerobios obligados (no se conocen taxones anaeróbicos facultativos en este filo). Los bdellovibrios son células depredadoras que se alimentan de otras bacterias. Tienen un flagelo polar enfundado, que les permite nadar a velocidades de hasta 100 células por segundo en su fase de ataque. Después de unirse a una célula bacteriana, un bdellovibrio ingresa al espacio intraperiplasmático donde se alimentan del huésped y luego se reproducen.

Las bacterias deslizantes viven en estado vegetativo como barras deslizantes incrustadas en un fango de polisacárido. En algún momento, comienzan a agregarse y formar una estructura multicelular, que forma un cuerpo fructífero. Las células del cuerpo fructífero, llamadas mixosporangios, forman células resistentes a la desecación que sirven como esporas (llamadas mixosporas). Las mixosporas pueden funcionar en dispersión, pero es probable que funcionen principalmente como esporas en reposo.

I. SINÓNIMOS: & # 948-proteobacterias, bacterias reductoras de sulfato, bdellovibrios y bacterias deslizantes.

II. CARACTERÍSTICAS DEL FILO:

Forma celular: Varillas variables, cocos, espirales o con lóbulos irregulares.

Motilidad: inmóvil o móvil, las mixobacterias se mueven deslizándose sobre superficies.

O2 Tolerancia: estrictos anaerobios o aerobios. No hay taxones anaeróbicos facultativos.

Sustratos: metabolizan compuestos orgánicos simples a complejos como heterótrofos.

Productos: Los aceptores terminales de electrones incluyen oxígeno (para los aerobios) a azufre, sulfato y pequeños compuestos orgánicos. Por tanto, los taxones anóxicos reducen típicamente el sulfato a una variedad de compuestos de azufre. Casi todos metabolizan las fuentes orgánicas en dióxido de carbono.

C. Otros: Grupo de bacterias muy diverso.

D. Ecología: Vida libre en suelos y sedimentos acuáticos.

Stackebrandt y col. (1988), utilizando secuencias de ARNr 16S, definieron un grupo aparentemente no relacionado de eubacterias como Proteobacteria, la bacteria púrpura, que definieron como una clase que llamaron Proteobacteria. Dentro de ese grupo, definieron cinco líneas separadas, cada una definida por una letra griega: & # 945, & # 946, & # 947, & # 948, & # 949. La segunda edición del Manual de bacteriología sistemática de Bergey (Garrity et al. 2003) adoptó Proteobacteria, pero la elevó al nivel de phylum con cada uno de los cinco grupos convirtiéndose en clases. Para alinear a los procariotas con las divisiones a nivel de reino en los eucariotas, sentí que era necesario elevar las Proteobacterias al nivel de reino con cada uno de los cinco grupos también elevado al nivel de filo.

La Deltaproteobacteria tiene dos grupos principales dentro de ella: los reductores de sulfato anaeróbicos estrictos y los vibrios aeróbicos y bacterias deslizantes. Tomé esta separación a nivel de clase (clases Anoxydeltabacteriae y Oxydeltabacteriae). La estructura ordinal es de Garrity et al. (2003).

Organismos de formas diversas. Se desconocen los anaerobios facultativos aerobios o anaeróbicos. La mayoría usa aceptores de electrones inorgánicos. Algunos taxones aeróbicos pueden digerir otras bacterias.

CLASE ANOXIDELTABACTERIAS

Organismos quimioorganotróficos o quimiolitotróficos, la mayoría de los cuales son anaerobios estrictos. Principalmente unicelulares, pero algunos pueden formar agregados celulares.

PEDIDO DESULFURELLALES

Bastones móviles quimioorganótrofos o quimiolitotrofos estrictamente anaeróbicos. El azufre elemental (o polisulfuro) es el aceptor de electrones más común. Citocromos ausentes. Metaboliza fuentes orgánicas simples. De manantiales geotermales, de agua dulce o marinos.

Desulfurella, Hippea

ORDEN DESULFOVIBRIONALES

Varillas Motlie que pueden ser curvas. Anaerobios estrictos quimioorganotróficos o quimiolitotróficos. El sulfato es el aceptor de electrones más común, reduciéndolo a sulfuro. Metaboliza fuentes orgánicas simples. Contienen citocromos. Se han encontrado en manantiales geotermales y casi todo tipo de sistema acuático, agua dulce, marino, sistemas de tratamiento, tractos digestivos.

Desulfovibrio, Bilophila, Lawsonia

Desulfomicrobium, Desulfonatronovibrio, Desulfothermus

Desulfonatronum

ORDEN DESULFOBACTERALES

Bacterias reductoras de sulfato que son morfológicamente diversas (bastones, cocos, óvalos y algunos curvados en agregados celulares). Quimioorganótrofos anaeróbicos, quimiolitoheterótrofos o quimioautótrofos. La mayoría de las veces el sulfato es el aceptor de electrones que se reduce a sulfuro. Los compuestos orgánicos como los ácidos grasos de cadena larga y los hidrocarburos aromáticos sirven como donantes de electrones. Metabolizan fuentes orgánicas a dióxido de carbono (oxidación completa) o acetato (oxidación incompleta). Contienen citocromos. De la mayoría de los ambientes acuáticos.

Desulfobacter, Desulfobacterium, Desulfobacula, Desulfobotulus, Desulfocella, Desulfococcus, Desulfofaba, Desulfofrigus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfospira, Desulfotignum

Desulfobulbus, Desulfocapsa, Desulfofustis, Desulfotalea

Nitrospina

Varillas reductoras de sulfato o bacterias en forma de coma. Son similares a los miembros de las Desulfobacteriales pero debido a una rama profunda en el árbol de ARNr 16S, separados en un orden separado.

Desulfarculus

PEDIDO DESULFUROMONALES

Quimioheterótrofos o quimioorganótrofos de bacterias anaeróbicas móviles en forma de bastón de hábitats anóxicos marinos y de agua dulce.

Desulfuromonas, Desulfuromusa, Malonomonas, Pelobacter

Geobacter, Trichlorobacter

PEDIR SYNTROPHOBACTERALES

La mayoría son reductores de sulfato y oxidan los sustratos orgánicos completamente a dióxido de carbono. Algunas fuentes oxidan a acetato. De manantiales geotermales marinos. Crecen mejor a pH neutro.

Syntrophobacter, Desulfacinum, Desulforhabdus, Desulfovirga, Thermodesulforhabdus

Syntrophus, Desulfobacca, Desulfomonile, Smithella

CLASE OXIDELTABACTERIAS

Los ciclos de vida intrincados son comunes. Aerobio.

PEDIDO BDELLOVIBRIONALES

A menudo, células en forma de coma, cada una con un flagelo polar. Son aerobios obligados. Estas son células móviles depredadoras que se alimentan de otras bacterias. Tienen una fase de ataque en la que son móviles y una fase intracelular en la que son intraperiplasmáticas. El flagelo está revestido y las células pueden nadar hasta 100 longitudes de células por segundo.

Bdellovibrio, Bacteriovorax, Micavibrio, Vampirovibrio

Estas son bacterias deslizantes que tienen ciclos de vida intrincados. La estructura similar al micelio forma cuerpos fructíferos que producen mixosporas resistentes a la desecación.

Myxococcus, Corallococcus, Pyxicoccus

Cystobacter, Archangium, Hyalangium, Melettangium, Stigmatella

Polyangium, Byssophaga, Chondromyces, Haploangium, Jahnia, Sorangium

Nannocystis

Kofleria

Black, J. G. 2002. Microbiología, principios y exploraciones. 5ª ed. John Wiley and Sons, Inc. Nueva York.

Brock, T. D., M. T. Madigan, J. M. Martinko y J. Parker. 1994. Biología de microorganismos. 7ª ed. Prentice Hall. Englewood Cliffs, Nueva Jersey.

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