Alta prevalencia de actividades de detección de quórum y extinción de quórum en bacterias cultivables y secuencias metagenómicas en el Mediterráneo
Disponible en: http://www.mdpi.com/2073-4425/9/2/100
Autor del artículo en CONADEIP: Andrea Muras Mora.
INTRODUCCIÓN
Las bacterias, estos seres microscópicos “simples” que nos rodean, se comportan como organismos unicelulares a baja densidad. Sin embargo, cuando las bacterias se encuentran hay muchas y su población alcanza un Número mínimo o quórum, se comunican y cambian su comportamiento, haciéndolo más como un organismo multicelular. Este proceso de comunicación bacteriana también se llama La detección de quórumse lleva a cabo mediante la producción y liberación de moléculas autoinductoras al medio ambiente. Las otras bacterias tienen receptores que pueden detectar estas moléculas de señalización. Cuanto mayor sea el número de bacterias en la población, mayor será el número de moléculas que también percibirán las bacterias. Cuando se alcanza el umbral (quórum), toda la población cambia su expresión genética al mismo tiempo y toma una acción coordinada, como: Por ejemplo: formación de biopelícula, producción de factores de virulencia o bioluminiscencia. Esta capacidad de los microorganismos para modular el comportamiento de una población completa mediante la regulación de la expresión génica se ha visto como un mecanismo evolutivo para adaptarse a un entorno cambiante.
Hay diferentes tipos de moléculas autoinductoras. Algunas están fabricadas por la mayoría de las bacterias, mientras que otras son moléculas formadas por un grupo muy específico de ellas. Esto crea lo que podríamos llamar “conversaciones públicas” y “conversaciones privadas”. Además, se ha observado que hay algunas bacterias que son incapaces de producir sus propias moléculas autoinductoras pero que responden a la comunicación de sus bacterias vecinas. Es decir, no “hablan”, pero pueden “oír” lo que dice el resto de la población. El caso inverso, en el que la bacteria produce el autoinductor pero es ajeno al resto de la comunidad bacteriana, también existe, pero no es tan común.
Actualmente se sabe que un gran número de especies de bacterias utilizan estos sistemas de comunicación para activar o desactivar genes específicos, dependiendo de si la población bacteriana es lo suficientemente grande como para hacer viable el cambio de expresión fenotípica. Patógenos oportunistasAl igual que la bacteria Pseudomonas aeruginosa, permanecen en un estado “inactivo” y solo expresan sus genes de virulencia cuando la población es lo suficientemente grande como para superar las defensas del huésped.
OBJETIVO
Comprender cómo las bacterias interactúan entre sí es importante para predecir su impacto potencial en el medio ambiente. Aunque se han descubierto sistemas de detección de quórum en entornos marinos, se ha prestado poca atención a su posible importancia ecológica en el mar. Por ello intentamos averiguar en nuestro laboratorio si los procesos de comunicación bacteriana son realmente habituales en el Mediterráneo.
METODOLOGÍA
Aislamos 605 cepas bacterianas de muestras de agua del mar Mediterráneo (37,35361 ° N, 0,286194 ° W), 231 de una profundidad de 90 my 374 de una profundidad de 2000 m. Cultivamos estas cepas y las pusimos en contacto con bacterias sensoriales llamadas Chromobacterium violaceum CV026 y VIR07 y Agrobacterium tumefaciens NTL4. Estas cepas sensoriales nos dicen si las bacterias que aislamos del agua de mar están produciendo moléculas de señal de sentido de quórum. Dado que las bacterias que podemos cultivar en el laboratorio constituyen menos del 1% de las bacterias realmente presentes, también buscamos genes sensibles al quórum en los metagenomas obtenidos de las mismas muestras de agua de mar. Los metagenomas son el conjunto de todos los ADN de todos los microorganismos en una muestra.
número. Método para la detección de la producción de moléculas sensoras de quórum utilizando bacterias indicadoras. En cada pocillo, se cultiva una bacteria a partir de las bacterias aisladas en el Mediterráneo y luego se agrega la bacteria sensor. Las bacterias indicadoras llamadas Chromobacterium violaceum CV026 y VIR07 producen un color púrpura cuando detectan señales de detección de quórum, mientras que Agrobacterium tumefaciens NTL4 produce un color azul.
RESULTADOS
Una gran cantidad de bacterias aisladas pudieron activar los sensores. Cabe señalar que hubo grandes diferencias entre las bacterias de 90 m (37,66%) o 2000 m (4,01%) que fueron capaces de generar señales de detección de quórum. Por otro lado, al buscar genes, se observó que su presencia aumentaba con la profundidad y que eran tan abundantes como otros genes relacionados con el metabolismo normal de las bacterias (amoC, amt, pstA, dsrA, soxB, dmdA).
CONCLUSIONES
La comunicación bacteriana es muy común en el medio marino, lo que sugiere que es probable que la detección de quórum dé a las bacterias una ventaja en un entorno competitivo como el marino.
MUCHAS GRACIAS
Este trabajo ha sido financiado por una beca de doctorado de la Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, Xunta de Galicia (ED481A-2015/311), una beca postdoctoral de la Consellería de Educació Valenciana, Investigació, Cultura i Esport (APOSTD 051 / 2016 /), Fundación Ramón Areces (CIVP16A1814), Proyecto Byefouling (612717) y “Programa Axudas do para la Consolidación y Estructuración de Unidades Competitivas de Investigación (GPC)” de la Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, Xunta de Galicia (ED431B17 ) / 53).
