Especies de bacteria
Candidatus Accumulibacter phosphatis (CAP) es untipo no clasificado de Betaproteobacteria que es un miembro común de la comunidad bacteriana delas plantas de tratamiento de aguas residuales y de tratamiento de aguas residuales que realizan una eliminación mejorada de fósforo biológico (EBPR) [1] y es un organismo acumulador de polifosfato . El papel de CAP en EBPR se dilucidó utilizando enfoques independientes del cultivo, como los bancos de clones de ARNr 16S que mostraron que Betaproteobacteria dominaba los reactores EBPR a escala de laboratorio. [2] Un trabajo posterior utilizando bancos de clones e hibridación in situ con fluorescencia identificó un grupo de bacterias, estrechamente relacionado con Rhodocyclus como el miembro dominante de las comunidades a escala de laboratorio. [3] [4]
Filogenia
Actualmente, no existen aislados cultivados de CAP, por lo que la filogenia de las cepas de CAP se basa puramente en técnicas de biología molecular. Hasta la fecha, los genes de la polifosfato quinasa ( ppk1 ) [5] y la PHA sintasa ( phaC ) [6] se han utilizado para caracterizar las poblaciones de CAP con una resolución mayor que el ARNr 16S. La filogenia ppk1 se utiliza con más frecuencia y agrupa a CAP en dos divisiones principales: tipo I y tipo II. Cada uno de estos tipos tiene una serie de clados a los que se les asigna una designación de letras, por ejemplo, IA, IIA, IIB, IIC. Un estudio ambiental de plantas de tratamiento de aguas residuales y vías fluviales naturales en California y Wisconsin en los EE. UU. reveló al menos cinco clados CAP I (IA .. IE) y siete clados CAP II (IIA .. IIG). [7]
Metabolismo
El CAP aún no se ha cultivado, pero la capacidad de enriquecer las comunidades EBPR a escala de laboratorio con hasta un 80% de CAP [8] ha permitido la investigación de su metabolismo utilizando enfoques metaómicos. [9] [10] [11] El EBPR generalmente se asocia con tres etapas: anaeróbica, aeróbica y sedimentación. Para que el CAP domine en los reactores EBPR, deben poder prosperar en estas condiciones. Durante la fase anaeróbica, el CAP puede absorber ácidos grasos volátiles y almacenar estas fuentes de carbono simples intracelularmente como polihidroxialcanoatos (PHA). Al mismo tiempo, el polifosfato intracelular se degrada para formar ATP, liberando fosfato en el medio. Durante la fase aeróbica posterior, los PHA se utilizan para la producción de energía y el fosfato se absorbe del medio para formar polifosfato. [1] [12] La reconstrucción genómica de un reactor EBPR enriquecido con CAP IIA reveló que contenía dos tipos diferentes de transportadores de fosfato, los transportadores Pst de alta afinidad y Pit de baja afinidad, además de utilizar la vía de degradación del glucógeno de Embden-Meyerhof (EM). [9] Además, el genoma de CAP IIA contiene genes de fijación de nitrógeno y CO2 , lo que indica que CAP se ha adaptado a entornos limitados en carbono y nitrógeno. Una discrepancia entre los datos genómicos y los datos de rendimiento del reactor fue la falta de un gen funcional de nitrato reductasa respiratoria. Trabajos anteriores habían demostrado que CAP podía utilizar nitrato como aceptor terminal de electrones, [13] pero los datos genómicos indican que el gen periplásmico de nitrato reductasa no podía funcionar en la cadena de transporte de electrones, ya que carecía de la subunidad necesaria de quinol reductasa. Para resolver estos problemas, se probaron los reactores EBPR a escala de laboratorio enriquecidos con CAP IA y CAP IIA para determinar sus capacidades de reducción de nitrato. [14] CAP IA pudo acoplar la reducción de nitrato a la captación de fosfato, mientras que CAP IIA, caracterizado genómicamente, no pudo.
Referencias
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