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Candidatus Pelagibacter communis

Candidatus Pelagibacter , con la única especie Ca. P. communis , fue aislada en 2002 y se le dio un nombre específico, [2] aunque aún no ha sido descrita como lo requiere el código bacteriológico . [3] Es un miembro abundante del clado SAR11 en el filo Alphaproteobacteria . Los miembros de SAR11 son organismos altamente dominantes que se encuentran tanto en agua salada como dulce en todo el mundo y originalmente se conocían solo por sus genes de ARNr , identificados por primera vez en el Mar de los Sargazos en 1990 por el laboratorio de Stephen Giovannoni en la Universidad Estatal de Oregón y luego encontrados en océanos de todo el mundo. [4] Ca. P. communis y sus parientes pueden ser los organismos más abundantes en el océano, y posiblemente la bacteria más abundante en todo el mundo. Puede representar aproximadamente el 25% de todas las células del plancton microbiano , y en el verano pueden representar aproximadamente la mitad de las células presentes en el agua superficial del océano templado. Se estima que la abundancia total de " Ca. P. communis" y parientes es de aproximadamente 2 × 10 28 microbios. [5]

Tiene forma de bastón o de media luna y es una de las células autorreplicantes más pequeñas conocidas, con una longitud de 0,37–0,89  μm y un diámetro de solo 0,12–0,20 μm. El genoma de Pelagibacter ocupa alrededor del 30% del volumen de la célula. [6] Es gramnegativo . [7] Recicla el carbono orgánico disuelto . Experimenta ciclos estacionales regulares en abundancia: en verano alcanza ~50% de las células en las aguas superficiales templadas del océano. Por lo tanto, juega un papel importante en el ciclo del carbono de la Tierra .

Su descubrimiento fue el tema de "Océanos de microbios", episodio 5 de "Intimate Strangers: Unseen Life on Earth" de PBS . [8]

Cultivo

Gracias a las técnicas de aislamiento mejoradas se han podido cultivar varias cepas de “ Candidatus Pelagibacter communis”. [9] La cepa más estudiada es la HTCC1062 (colección de cultivo de alto rendimiento). [2]

Los factores que regulan las poblaciones de SAR11 son todavía en gran medida desconocidos. Tienen sensores para la limitación de nitrógeno , fosfato y hierro , y un requerimiento muy inusual de compuestos de azufre reducido . [10] Se plantea la hipótesis de que han sido moldeados por la evolución en un ecosistema con bajos nutrientes, como el Mar de los Sargazos donde se descubrió por primera vez. [11]

Una población de células de " Ca. P. communis" puede duplicarse cada 29 horas, lo que es bastante lento, pero pueden replicarse en condiciones de bajos nutrientes. [12]

" Ca. P. communis" se puede cultivar en un medio artificial definido con adiciones de azufre reducido, glicina, piruvato y vitaminas. [13]

Genoma

El genoma de la cepa " Ca. P. communis" HTCC1062 fue completamente secuenciado en 2005 mostrando que " Ca. P. communis" tiene el genoma más pequeño (1.308.759 pb) de cualquier organismo de vida libre [6] codificando solo 1.354 marcos de lectura abiertos (1.389 genes en total). [14] Las únicas especies con genomas más pequeños son simbiontes y parásitos, como Mycoplasma genitalium o Nanoarchaeum equitans [6] Tiene el menor número de marcos de lectura abiertos de cualquier organismo de vida libre, y los espaciadores intergénicos más cortos, pero aún tiene vías metabólicas para los 20 aminoácidos y la mayoría de los cofactores. [6] Su genoma ha sido simplificado . Este concepto de simplificación es importante porque reduce la cantidad de energía requerida para la replicación celular. [7] " Ca. P. communis" ahorra energía al utilizar los pares de bases A y T (≈70,3% de todos los pares de bases) porque contienen menos nitrógeno , un recurso que es difícil de adquirir para los organismos. [7]

Se han identificado ARN no codificantes en " Ca. P. communis" a través de una pantalla bioinformática del genoma publicado y los datos metagenómicos. Los ejemplos de ARNnc encontrados en estos organismos incluyen el riboswitch SAM-V y otros elementos reguladores cis como el motivo rpsB . [15] [16] Otro ejemplo de un ARNnc importante en " Ca. P. communis" y otros miembros del clado SAR11 es un riboswitch conservado, activado por glicina en la malato sintasa, que supuestamente conduce a una "auxotrofia funcional" para la glicina o los precursores de la glicina con el fin de lograr un crecimiento óptimo. [17]

Se ha descubierto que tiene genes de proteorodopsina , que ayudan a impulsar las bombas de protones mediadas por la luz . Surgen diferencias sutiles en la expresión de sus secuencias de codones cuando se somete a tratamientos de luz u oscuridad. Se expresan más genes para la fosforilación oxidativa cuando se somete a la oscuridad. [18]

Nombre

El nombre del género ( Pelagibacter ) proviene del sustantivo neutro latino pelagus ("mar") combinado con el sufijo -bacter (bastoncillo, bacteria), para significar "bacteria del mar". La vocal de conexión es una "i" y no una "o", ya que el primer término es el latín "pelagus" y no el original griego πέλαγος (pelagos) (la palabra pelagus es una palabra griega utilizada en la poesía latina, es un sustantivo de 2.ª declinación con un plural nominativo irregular parecido al griego pelagē y no pelagi , siendo la palabra griega un neutro de 3.ª declinación en -ος (pl. -η) no relacionado con las palabras latinas de 2.ª declinación en -us [19] ). El nombre del epíteto específico ( ubique ) es un adverbio latino que significa "en todas partes"; Las especies con el estatus de Candidatus no se publican válidamente, por lo que no tienen que ser gramaticalmente correctas, como tener epítetos específicos que deben ser adjetivos o sustantivos en aposición en el caso nominativo o sustantivos en genitivo según la regla 12c del IBCN. [20]

El término " Candidatus " se utiliza para especies propuestas para las cuales la falta de información [21] impide que sea una especie validada según el código bacteriológico, [22] [23] como la deposición en dos repositorios celulares públicos o la falta de análisis FAME , [24] [25] mientras que " Candidatus Pelagibacter communis" no está en ATCC y DSMZ , ni se han realizado análisis de lípidos y quinonas .

HTTC1062 es la cepa tipo de la especie " Ca. P. communis", que a su vez es la especie tipo del género " Candidatus Pelagibacter", [2] que a su vez es el género tipo del clado SAR11 o familia " Pelagibacteraceae ". [26]

Bacteriófago

En febrero de 2013, en la revista Nature se informó que se había descubierto el bacteriófago HTVC010P , que ataca a Ca. P. communis, y que "probablemente sea el organismo más común del planeta". [27] [28]

Véase también

Referencias

  1. ^ Oren A. (2017). "Un alegato a favor de la precisión lingüística, también para los taxones de Candidatus". Int J Syst Evol Microbiol . 67 (4): 1085–1094. doi : 10.1099/ijsem.0.001715 . PMID  27926819.
  2. ^ abc Michael S. Rappé; Stephanie A. Connon; Kevin L. Vergin; Stephen J. Giovannoni (2002). "Cultivo del clado ubicuo del bacterioplancton marino SAR11". Nature . 418 (6898): 630–633. Bibcode :2002Natur.418..630R. doi :10.1038/nature00917. PMID  12167859. S2CID  4352877.
  3. ^ Lista de especies candidatas en LPSN ; Parte, Aidan C.; Sardà Carbasse, Joaquim; Meier-Kolthoff, Jan P.; Reimer, Lorenz C.; Göker, Markus (1 de noviembre de 2020). "La lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN) se traslada al DSMZ". Revista internacional de microbiología sistemática y evolutiva . 70 (11): 5607–5612. doi : 10.1099/ijsem.0.004332 .
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