Bacillus safensis es una bacteria grampositiva , formadora de esporas y bacilo , aislada originalmente de una nave espacial en Florida y California . [2] Es posible que B. safensis haya sido transportada al planeta Marte en las naves espaciales Opportunity y Spirit en 2004. [2] Hay varias cepas conocidas de esta bacteria, todas las cuales pertenecen al filo Bacillota de Bacteria . [2] Esta bacteria también pertenece al género grande y omnipresente Bacillus . B. safensis es un quimioheterótrofo aeróbico y es muy resistente a la sal [3] y a la radiación UV . B. safensis afecta el crecimiento de las plantas, ya que es un poderoso productor de hormonas vegetales , y también actúa como una rizobacteria promotora del crecimiento de las plantas , mejorando el crecimiento de las plantas después de la colonización de las raíces. [3] La cepa B. safensis JPL-MERTA-8-2 es (hasta ahora) la única cepa bacteriana que ha demostrado crecer notablemente más rápido en entornos de microgravedad que en la superficie de la Tierra. [4]
Trece cepas de la nueva bacteria Bacillus safensis fueron aisladas por primera vez de las superficies de naves espaciales y de las superficies de las instalaciones de ensamblaje del Centro Espacial Kennedy en Florida, así como del Laboratorio de Propulsión a Chorro en California. La bacteria recibe su nombre de la Instalación de Ensamblaje de Naves Espaciales (SAF) del JPL. [2] Los investigadores utilizaron técnicas de hisopado habituales para detectar y recolectar las bacterias de las salas blancas donde se ensamblaron las naves espaciales en el Laboratorio de Propulsión a Chorro. [2] La bacteria fue traída accidentalmente a Marte durante misiones espaciales debido a la contaminación de las salas blancas. La contaminación de las salas blancas durante los viajes espaciales es un área de preocupación para la protección planetaria , ya que puede amenazar la experimentación microbiana y dar falsos positivos de otras formas de vida microbiana en otros planetas. [5]
VV Kothari y sus colegas de la Universidad de Saurashtra en Gujarat , India , aislaron por primera vez otra cepa, B. safensis VK. La cepa VK se recolectó de Cuminum cyminum , una planta de comino en la zona desértica de Gujarat, India. Específicamente, las bacterias se recolectaron de la rizosfera de la planta de comino. [3]
Ram S. Singh y sus colegas descubrieron una de las cepas, AS-08, en muestras de suelo de tubérculos de raíces de plantas de espárragos en un jardín botánico de la Universidad de Punjabi en la India. Se descubrió que B. safensis AS-08 tenía actividad inulasa , que se utiliza para la producción de fructooligosacáridos y jarabe de maíz con alto contenido de fructosa . Los fructooligosacáridos se utilizan como edulcorantes artificiales y se pueden encontrar en muchos productos alimenticios comerciales. El jarabe de maíz también se encuentra en muchos alimentos procesados. [6]
Davender Kumar y sus colegas de la Universidad Kurukshetra en India aislaron la cepa DVL-43 de muestras de suelo. Se descubrió que esta cepa posee lipasa , que es una enzima importante para la digestión de las grasas. Las lipasas son una clase de sustancias químicas que abundan en la naturaleza entre las plantas, los animales y los microorganismos y que se utilizan ampliamente en la industria para la producción de alimentos, productos de papel, detergentes y combustible biodiésel . [7]
P. Ravikumar, de la Facultad de Artes Gubernamentales de la Universidad Bharathiar de la India, aisló la cepa PR-2 de muestras de suelo cargadas de explosivos. Esta cepa se identificó por su secuencia de ADNr 16S mediante el método de secuenciación didesoxi de Sanger y se depositó en el GenBank de Maryland (EE. UU.). Lleva el número de acceso KP261381 con 885 pares de bases de ADN lineal y un recuento de bases de 175 a 295 c 199 g 216 t . [8]
Bacillus safensis es una bacteria bacilo formadora de esporas, grampositiva. B. safensis también es un quimioheterótrofo aeróbico. El tamaño de las células varía de 0,5 a 0,7 μm de diámetro y de 1,0 a 1,2 μm de longitud. [2] Esta especie es móvil y utiliza flagelos polares para la locomoción. Muchas cepas de B. safensis se consideran mesófilas , ya que crecen de manera óptima a temperaturas de 10 a 50 °C (50 a 122 °F), [2] aunque ciertas cepas exhiben tendencias extremófilas al tolerar la salinidad, la exposición a los rayos UV, la baja humedad y las temperaturas comúnmente consideradas extremas. [9] B. safensis FO-036b tiene un rango de temperatura óptimo de 30 a 37 °C (86 a 99 °F) y no puede crecer a 4 o 55 °C (39 o 131 °F). [2] B. safensis FO-036b prefiere una concentración de sal del 0 al 10 % y un pH de 5,6. También se descubrió que esta cepa produce esporas resistentes al peróxido de hidrógeno y a la radiación ultravioleta. [10]
La cepa VK de B. safensis es un microorganismo tolerante a la sal y puede crecer más allá del rango de sal de 0 a 10 % de las especies microbianas generales. [3] Esta cepa puede crecer en NaCl al 14 % , con un pH que varía de 4 a 8. [3] La cepa VK también contiene genes que codifican la enzima 1-aminociclopropano-1-carboxilato desaminasa . [3] Esta enzima puede generar 2-oxobutanoato y amoníaco ( NH 3 ) al escindir el precursor de la hormona vegetal, el etileno 1-aminociclopropano-1-carboxilato . [3] Esto permite que la planta tolere la sal, los metales pesados y los hidrocarburos poliaromáticos . [3] Debido a estas características, B. safensis VK es un poderoso productor de hormonas vegetales.
El genoma de la cepa FO-036b de Bacillus safensis muestra un contenido de GC de 41,0-41,4 mol%. [2]
El ADN genómico de B. safensis VK se obtuvo de un cultivo de caldo nutritivo de 24 horas . El aislamiento de esta cepa se realizó utilizando un kit de aislamiento de ADN comercial GenElute y se llevó a cabo la secuenciación shotgun de todo el genoma. Se observaron treinta y nueve contigs , fragmentos de ADN superpuestos, mayores en tamaño que 200 pares de bases en la cepa VK. [3] Esta cepa muestra un contenido de GC del 46,1% en un cromosoma circular de 3,68 Mbp. Se identificaron 3.928 secuencias codificantes de proteínas y 1.822 secuencias codificantes de proteínas se asignaron a uno de los 457 subsistemas RAST. [3] RAST, Rapid Annotation using Subsystem Technology, es un servidor que genera anotaciones del genoma bacteriano y arqueológico . [11] El genoma también muestra 73 genes de ARNt . [3] La secuencia del genoma VK de B. safensis se puede encontrar en GenBank con el número de acceso AUPF00000000. [3] Otra cepa, DVL-43, también se puede encontrar en GenBank con el número de acceso KC156603, [7] y la cepa PR-2 se puede encontrar con el número de acceso KP261381. [8] Un análisis filogenético detallado del genoma completo de los genomas de B. safensis , B. pumilus y otras especies de Bacillota, mostró que estaban separados en tres grupos distintos. Uno de los grandes subgrupos incluye no solo cepas clasificadas/identificadas (en la literatura) como pertenecientes a B. safensis sino también algunas cepas de B. pumilus , lo que sugiere que el perfil filogenético puede permitir reexaminar las designaciones de las cepas. [12]
A continuación se enumeran las cepas de Bacillus safensis identificadas actualmente , incluido el lugar donde se descubrieron y el año de descubrimiento (si está disponible). [13]
Varios aislamientos del género Bacillus son casi idénticos a Bacillus pumilus . El grupo de aislamientos relacionados con B. pumilus contiene cinco especies relacionadas: B. pumilus , B. safensis , B. stratosphericus , B. altitudinis y B. aerophilus . Estas especies son difíciles de distinguir debido a su similitud del 99,5% en su secuencia del gen 16S rRNA . Recientemente, los científicos han descubierto una forma alternativa de diferenciar entre estas especies estrechamente relacionadas, especialmente B. pumilus y B. safensis . [18] [12]
La ADN girasa es una enzima importante que introduce una superenrollación negativa en el ADN y es responsable de los procesos biológicos en la replicación y transcripción del ADN . [18] La ADN girasa está formada por dos subunidades, A y B. Estas subunidades se denominan gyrA y gyrB. El gen gyrB, proteína de la subunidad B, es una topoisomerasa de tipo II que es esencial para la replicación del ADN. [18] Este gen se conserva entre las especies bacterianas. La tasa de evolución a nivel molecular deducida a partir de las secuencias de genes relacionados con gyrB se puede determinar a una tasa más acelerada en comparación con las secuencias del gen 16S rRNA. [18] Estas subunidades han proporcionado una forma de distinguir filogenéticamente entre la diversidad de especies relacionadas con B. pumilus , que incluye B. safensis . La cepa B. safensis DSM19292 comparte un 90,2% de similitud de secuencia de gyrA con la cepa B. pumilus DSM 27. [ 18]
En 1952, se descubrió una cepa de B. pumilus en el cultivo DSMZ y se etiquetó como cepa DSM 354. [ 18] La cepa se identificó antes de que se descubriera B. safensis . En 2012, se probó una similitud de secuencia de gyrA entre la cepa DSM 354 de B. pumilus y la cepa DSM 27 de B. pumilus , así como contra la cepa DSM 19292 de B. safensis (cepa tipo FO-36b). [18] La cepa DSM 354 mostró una similitud de secuencia del 90,4% y 98% con la cepa DSM 27 de B. pumilus y la cepa DSM 19292 de B. safensis , respectivamente. [18] Estos resultados indicaron que DSM 354 puede de hecho ser una cepa de B. safensis , en lugar de una cepa de B. pumilus . Estos resultados respaldaron que las secuencias de gyrA podrían usarse para diferenciar entre bacterias estrechamente relacionadas. [18]