Las esfingomonas se definieron en 1990 como un grupo de bacterias Gram-negativas , con forma de bastón, quimioheterotróficas y estrictamente aeróbicas . Poseen ubiquinona 10 como su principal quinona respiratoria , contienen glicoesfingolípidos (GSL), específicamente ceramida , en lugar de lipopolisacárido (LPS) en sus envolturas celulares y, por lo general, producen colonias pigmentadas de amarillo. El GSL sirve para proteger a las bacterias de las sustancias antibacterianas . A diferencia de la mayoría de las bacterias Gram-negativas, las esfingomonas no pueden transportar endotoxinas debido a la falta de lipopolisacáridos y tienen una superficie hidrófoba caracterizada por la naturaleza corta de la porción de carbohidratos del GSL. [2]
En 2001, el género incluía más de 20 especies que eran bastante diversas en términos de sus propiedades filogenéticas , ecológicas y fisiológicas. Como resultado, Sphingomonas se subdividió en diferentes géneros: Sphingomonas , Sphingobium , Novosphingobium , Sphingosinicella y Sphingopyxis . Estos géneros se conocen comúnmente colectivamente como esfingomónadas. A diferencia de otras esfingomónadas, la estructura genómica de Sphingomonas incluye una formación de lípidos única, ácidos grasos 2-OH principales , homospermidina como poliamina primaria y bases de nucleótidos distintivas dentro del gen ARNr 16S. La bacteria contiene 3914 proteínas, 70 ARN organizacionales y 3.948.000 pares de bases (observación incompleta). [2]
Las esfingomónadas están ampliamente distribuidas en la naturaleza, habiendo sido aisladas de muchos hábitats terrestres y acuáticos diferentes, así como de sistemas de raíces de plantas, especímenes clínicos y otras fuentes; esto se debe a su capacidad para sobrevivir en bajas concentraciones de nutrientes, así como para metabolizar una amplia variedad de fuentes de carbono. Se han aislado numerosas cepas de entornos contaminados con compuestos tóxicos, donde muestran la capacidad de utilizar los contaminantes como nutrientes. [2]
Algunas de las esfingomonas (especialmente Sphingomonas paucimobilis ) también desempeñan un papel en las enfermedades humanas, principalmente al causar una variedad de infecciones , en su mayoría nosocomiales , que no ponen en peligro la vida y que normalmente se tratan fácilmente con terapia con antibióticos . [3] [4] Por el contrario, la cepa endofítica de semillas Sphingomonas melonis ZJ26 que se puede enriquecer de forma natural en ciertos cultivares de arroz , confiere resistencia a las enfermedades contra un patógeno bacteriano y se transmite verticalmente entre generaciones de plantas a través de sus semillas. [5]
Debido a sus capacidades biodegradativas y biosintéticas , las esfingomonas se han utilizado para una amplia gama de aplicaciones biotecnológicas, desde la biorremediación de contaminantes ambientales hasta la producción de polímeros extracelulares como los esfinganos (por ejemplo, gellan , welan y rhamsan) utilizados ampliamente en la industria alimentaria y otras industrias. [6] La fracción de carbohidrato más corta de GSL en comparación con la de LPS da como resultado que la superficie celular sea más hidrófoba que la de otras bacterias Gram-negativas, lo que probablemente explique tanto la sensibilidad de Sphingomonas a los antibióticos hidrófobos como su capacidad para degradar hidrocarburos aromáticos policíclicos hidrófobos . [2] Una cepa , Sphingomonas sp. 2MPII, puede degradar 2 - metilfenantreno . [7] En mayo de 2008, Daniel Burd, un canadiense de 16 años, ganó la Feria de Ciencias de Canadá en Ottawa después de descubrir que Sphingomonas puede degradar más del 40% del peso de las bolsas de plástico ( polietileno ) en menos de tres meses. [8]
También se ha aplicado una cepa BSAR-1 de Sphingomonas sp. que expresa una fosfatasa alcalina (PhoK) de alta actividad para la bioprecipitación de uranio a partir de soluciones alcalinas. La capacidad de precipitación se mejoró mediante la sobreexpresión de la proteína PhoK en E. coli . Este es el primer informe de bioprecipitación de uranio en condiciones alcalinas. [9]
El vino, desarrollado a través de la fermentación alcohólica de las uvas, es una bebida alcohólica que se caracteriza sensorialmente por microbacterias y una serie de otros factores ambientales. Si bien las variables históricas como la ubicación, la temperatura, la calidad del suelo y las prácticas de vinificación juegan un papel en la alteración del sabor de un vino, la biogeografía microbiana juega un papel importante en la calidad del vino. Un terroir , que comprende las características mencionadas anteriormente, influye en la calidad de las uvas de vino en función de la región de viñedo única de la que se origina. [10] La diversidad bacteriana de las uvas anticipa la estructura química de un vino. La gestión de estos factores microbianos, dentro del proceso de fermentación, permite a los productores controlar la prevalencia de atributos regionales deseables.
Si bien la mayoría de la microbiota no puede sobrevivir al proceso de fermentación del vino, Sphingomonas , que se encuentra en el suelo, las hojas de uva y las superficies de fermentación, puede sobrevivir a este proceso. La pigmentación, los niveles de resistencia al estrés, el sistema de ADN restaurador único y la baja necesidad de nutrientes permiten un mayor crecimiento en la filosfera . [11] A medida que la uva madura, el recuento microbiano aumenta debido a la disponibilidad de nutrientes y la expansión de su área de superficie. [10] Los investigadores de la Universidad de California, Davis observaron un aumento en la abundancia de la bacteria Sphingomonas de los vinos terminados cultivados en los condados de Napa y Sonoma , California. [12] Esto indica que Sphingomonas es un biomarcador de la composición química del vino. Sphingomonas se encuentra en todo el proceso de fermentación del vino, lo que indica una relación entre las bacterias y el terroir microbiano de los vinos. [13] [14]