Filo de bacterias
Acidobacteriota es un filo de bacterias gramnegativas . Sus miembros son fisiológicamente diversos y ubicuos, especialmente en los suelos, pero están subrepresentados en los cultivos. [4] [5] [6]
Descripción
Los miembros de este filo son fisiológicamente diversos y se pueden encontrar en una variedad de entornos, incluidos el suelo, la madera en descomposición, [7] aguas termales , océanos, cuevas y suelos contaminados con metales. [8] Los miembros de este filo son particularmente abundantes en hábitats del suelo que representan hasta el 52% de la comunidad bacteriana total. [9] Se ha visto que factores ambientales como el pH y los nutrientes impulsan la dinámica de Acidobacteriota. [10] [11] [12] Muchos Acidobacteriota son acidófilos , incluido el primer miembro descrito del filo, Acidobacterium capsulatum . [13]
Hay mucho que se desconoce sobre las Acidobacterias, tanto en su forma como en su función. Por lo tanto, se trata de un campo en expansión de la microbiología. Parte de esta incertidumbre se puede atribuir a la dificultad con la que se cultivan estas bacterias en el laboratorio. Recientemente se ha logrado propagarlas utilizando bajas concentraciones de nutrientes en combinación con altas cantidades de CO2 [ 10] , pero el progreso sigue siendo bastante lento. Estos nuevos métodos solo han permitido documentar especies en aproximadamente el 30% de las subdivisiones [10] .
Además, muchas de las muestras secuenciadas no tienen nombres taxonómicos, ya que aún no han sido caracterizadas por completo. Esta área de estudio es un tema muy actual y se espera que la comprensión científica crezca y cambie a medida que salga a la luz nueva información.
Otras especies notables son Holophaga foetida , [14] Geothrix fermentans , [15] Acanthopleuribacter pedis [16] y Bryobacter aggregatus . [17]
Dado que se han descubierto recientemente y la gran mayoría no se ha cultivado, la ecología y el metabolismo de estas bacterias no se comprenden bien. [5] Sin embargo, estas bacterias pueden ser un contribuyente importante a los ecosistemas , ya que son particularmente abundantes en los suelos . [18] Se ha descubierto que los miembros de las subdivisiones 1, 4 y 6 son particularmente abundantes en los suelos. [19]
Además de su hábitat natural en el suelo, la subdivisión 2 no clasificada Acidobacteriota también se ha identificado como un contaminante de los reactivos del kit de extracción de ADN, lo que puede provocar su aparición errónea en la microbiota o en conjuntos de datos metagenómicos. [20]
Se ha descubierto que los miembros de la subdivisión 1 dominan en condiciones de pH bajo. [21] [10] Además, se ha descubierto que los Acidobacteriota del drenaje ácido de minas están más adaptados a condiciones de pH ácido (pH 2-3) en comparación con los Acidobacteriota de los suelos, [22] posiblemente debido a la especialización celular y la estabilidad enzimática. [10]
El contenido de G+C de los genomas de Acidobacteria es consistente dentro de sus subdivisiones: más del 60 % para los fragmentos del grupo V y aproximadamente un 10 % menos para los fragmentos del grupo III. [5]
La mayoría de Acidobacteriota se consideran aerobios . [23] [24] Hay algunos Acidobacteriota que se consideran anaerobios dentro de la subdivisión 8 [15] y la subdivisión 23. [25] Se ha encontrado que algunas cepas de Acidobacteriota originarias de suelos tienen el potencial genómico de respirar oxígeno en concentraciones atmosféricas y subatmosféricas. [24]
Los miembros del filo Acidobacterium han sido considerados bacterias oligotróficas debido a su alta abundancia en ambientes con bajo contenido de carbono orgánico. [10] Sin embargo, la variación en este filo puede indicar que pueden no tener la misma estrategia ecológica. [10]
Historia
La primera especie, Acidobacterium capsulatum , de este filo fue descubierta en 1991. [26] Sin embargo, los Acidobacterium no fueron reconocidos como un clado distinto hasta 1997, [13] y no fueron reconocidos como filo hasta 2012. [27] El primer genoma fue secuenciado en 2006. [28]
Subdivisiones
En un esfuerzo por clasificar mejor a las Acidobacterias, se secuenciaron regiones del gen ARNr 16S de muchas cepas diferentes. Estas secuencias conducen a la formación de subdivisiones dentro de los filos. Hoy en día, hay 26 subdivisiones aceptadas y reconocidas en el Ribosomal Database Project. [10]
Gran parte de esta variedad proviene de poblaciones de acidobacterias que se encuentran en suelos contaminados con uranio. Por lo tanto, la mayoría de las especies conocidas en este filo se concentran en unas pocas subdivisiones, siendo la más grande la n.° 1. La mayoría de estos microbios son aerobios y todos son heterótrofos. La subdivisión 1 contiene 11 de los géneros conocidos, además de la mayoría de las especies que se han podido cultivar hasta ahora. [10]
Dentro de los 22 géneros conocidos, hay 40 especies concluyentes. Los géneros se dividen en las subdivisiones 3, 4, 8, 10, 23 y 1. Como las Acidobateria son un área en desarrollo de la microbiología, se plantea la hipótesis de que estas cifras cambiarán drásticamente con estudios posteriores. [10]
Metabolismo
Carbón
Algunos miembros de la subdivisión 1 pueden utilizar D -glucosa , D -xilosa y lactosa como fuentes de carbono, [10] pero no pueden utilizar fucosa o sorbosa . [29] Los miembros de la subdivisión 1 también contienen enzimas como las galactosidasas utilizadas en la descomposición de azúcares. [10] Se ha descubierto que los miembros de la subdivisión 4 utilizan quitina como fuente de carbono. [30] [31] [10]
A pesar de la presencia de información genética generalmente conocida por codificar la maquinaria de procesamiento de carbohidratos en varios géneros de Acidobacteria, varios estudios experimentales han demostrado la incapacidad de descomponer varios polisacáridos. [10]
La celulosa es el componente principal de las paredes celulares de las plantas y, aparentemente, una fuente oportuna de carbono. Sin embargo, solo se ha demostrado que una única especie en todas las subdivisiones es capaz de procesarla: Telmactobacter bradus, de la subvisión 1. Los científicos señalan que es demasiado pronto en su conocimiento del campo para sacar conclusiones sobre el procesamiento del carbono en Acidobacteria, pero creen que la degradación del xilano (un polisacárido que se encuentra principalmente en la pared celular secundaria de las plantas) parece ser actualmente la capacidad más universal de descomposición del carbono. [10]
Los investigadores creen que un factor adicional en la falta de comprensión de la degradación del carbono por acidobacterias puede provenir de la capacidad limitada actual para proporcionar condiciones de cultivo adecuadas. [10] Para estudiar el comportamiento natural de estas bacterias, deben crecer y vivir en un entorno controlado y observable. Si no se puede proporcionar dicho hábitat, los datos registrados no pueden informar de manera confiable sobre la actividad de los microbios en cuestión. Por lo tanto, las inconsistencias entre las predicciones basadas en la secuencia del genoma y los procesos de carbono observados pueden explicarse mediante los métodos de estudio actuales.
Nitrógeno
No ha habido evidencia clara de que Acidobacteriota esté involucrado en procesos del ciclo del nitrógeno como la nitrificación , desnitrificación o fijación de nitrógeno . [10] Sin embargo, se demostró que Geothrix fermantans puede reducir el nitrato y contenía el gen norB. [10] El gen NorB también se identificó en Koribacter verstailis y Solibacter usitatus . [32] [10] Además, se ha observado la presencia del gen nirA en miembros de la subdivisión 1. [10] Además, hasta la fecha, se ha descrito que todos los genomas absorben directamente amonio a través de los genes de la familia transportadora del canal de amonio. [24] [10] Acidobacteriota puede utilizar nitrógeno orgánico e inorgánico como fuentes de nitrógeno.
Filogenia
La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procariotas con relevancia en la nomenclatura [2] y el Centro Nacional de Información Biotecnológica . [33]
Véase también
Referencias
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Enlaces externos
- Página del genoma de la bacteria Acidobacteria Ellin345
- Proyectos del genoma de Acidobacterium (de la base de datos Genomes OnLine)
- Artículo de Science Daily
- Artículo de Scientific American
- acidoseq, un paquete de Python para estudiar Acidobacteria