" Aquifex aeolicus " es una bacteria quimiolitoautotrófica , gramnegativa , móvil e hipertermófila . [1] " A. aeolicus " tiene generalmente forma de bastón con una longitud aproximada de 2,0-6,0 μm y un diámetro de 0,4-0,5 μm. [1] [2] " A. aeolicus " no está publicada de manera válida ni efectiva y, al no tener un lugar en la nomenclatura, debería estar entre comillas. Es una de las pocas especies del filo Aquificota , un grupo inusual de bacterias termófilas que se cree que son algunas de las especies de bacterias más antiguas, relacionadas con las bacterias filamentosas observadas por primera vez a principios de siglo. " A. aeolicus " también se cree que es una de las primeras especies divergentes de bacterias termófilas. [3] " A. aeolicus " crece mejor en agua entre 85 °C y 95 °C, y se puede encontrar cerca de volcanes submarinos o fuentes termales . Requiere oxígeno para sobrevivir, pero se ha descubierto que crece de manera óptima en condiciones microaerófilas . [1] Debido a su alta estabilidad frente a altas temperaturas y falta de oxígeno, " A. aeolicus " es un buen candidato para aplicaciones biotecnológicas, ya que se cree que tiene potencial para ser utilizado como hidrogenasa en una atractiva celda de biocombustible H2/O2, reemplazando a los catalizadores químicos. [4] Esto puede ser útil para mejorar los procesos industriales. [4]
Morfología
Las células maduras de " A. aeolicus " son típicamente bacterias con forma de bastón con una longitud aproximada de 2,0-6,0 μm y un diámetro de 0,4-0,5 μm. [1] Estas células son móviles por medio de un flagelo politrico monopolar . [1] Además, los miembros de la especie tienden a formar grandes conglomerados celulares, de hasta 100 células individuales. [4] " A. aeolicus " puede mostrar pleomorfismo basado en la variación en el medio ambiente. [5]
Metabolismo
Como autótrofo , " A. aeolicus " tiene la capacidad de obtener todo el carbono necesario fijando CO2 del medio ambiente y utiliza hidrógeno molecular como fuente de electrones/energía. [1] [5] Además, esta bacteria utiliza un ciclo reductor del TCA ya que proporciona los sustratos de muchas vías biosintéticas. El genoma de " A. aeolicus " contiene genes codificantes que juntos podrían constituir la vía del TCA: fumarato reductasa , fumarato hidratasa , isocitrato deshidrogenasa , malato deshidrogenasa , ferredoxina oxidorreductasa , succinato - CoA ligasa , aconitasa y citratesintasa . [1] Además, esta bacteria utiliza oxígeno, hidrógeno y sales minerales como sus principales fuentes de energía. " A. aeolicus " también puede reducir nitrógeno y azufre. [5]
En cuanto a su crecimiento en condiciones microaerófilas, se ha observado que las especies de Aquifex crecen en concentraciones de oxígeno de hasta 7,5 ppm. [6] Se plantea la hipótesis de que esto es posible porque 1) su sistema de respiración de oxígeno ya estaba muy desarrollado antes de la llegada de la fotosíntesis oxigénica , 2) el linaje Aquifex cobró vida después de que hubo un aumento del oxígeno atmosférico, o 3) la respiración de oxígeno se desarrolló y luego se transfirió entre diferentes linajes bacterianos, como Aquifex . [1] En respuesta al estrés oxidativo, " A. aeolicus " posee enzimas protectoras como el superóxido y el peróxido para contrarrestar las especies de oxígeno dañinas. [3]
" A. aeolicus " fue aislado originalmente de respiraderos volcánicos submarinos cerca de las Islas Eólicas (al norte de Sicilia) y también ha sido aislado de las fuentes termales de Yellowstone. [5] Como hipertermófilo, " A. aeolicus " puede sobrevivir hasta 95 °C con una temperatura óptima de 85 °C [2] con un pH óptimo de 8,0, que varía de 6,8 a 9,0. [2]
"Aquifex aeolicus " es la primera bacteria termófila cuyo genoma completo ha sido secuenciado. [2] La comparación del genoma de " Aquifex aeolicus " con otros organismos mostró que alrededor del 16% de sus genes se originaron en el dominio Archaea . Está más estrechamente relacionada con la bacteria oxidante de hidrógeno, Aquifex pyrophilus , y su pariente cercano, Hydrogenobacter thermophilus . [6]
El genoma de " A. aeolicus " ha sido mapeado exitosamente, [1] pero se observó que tiene solo un tercio del tamaño del genoma de E. coli . El genoma de " A. aeolicus " está densamente empaquetado mientras que no se encontraron intrones o elementos de empalme de proteínas. [3] Posee un cromosoma circular con 1,551,335 pb y tiene un contenido de G+C de 43.4%, y contiene 1,796 genes. [3] También contiene genes que potencialmente codifican para tres hidrogenasas [NiFe] distintas , sin embargo, se piensa que las hidrogenasas I y II de Aquifex funcionan en la conservación de energía, mientras que la hidrogenasa III es más probablemente requerida para la fijación de CO 2 . [2] Además, durante la secuenciación , se identificó un solo elemento cromosómico extra (ECE), [1] lo que sugiere evidencia de intercambio genético entre el cromosoma " A. aeolicus " y el ECE.
Se han identificado múltiples enzimas para un posible uso futuro debido a su alta estabilidad y capacidad para oxidar hidrógeno molecular, produciendo subproductos de calor y agua. [2] [5] Una enzima clave que cabe destacar es la hidrogenasa I , que se utilizó para estudiar la relación entre enzimas y electrodos durante el desarrollo de bioceldas generadoras de energía alimentadas con H2. [2] Los investigadores han explorado el uso de otra enzima extremadamente resistente conocida como lumazina sintasa. La enzima formadora de jaulas se ha explorado como un posible nanotransportador para la administración de fármacos, ya que fue diseñada para encapsular otras moléculas. [2]