Nueva especie Strigamonas Methylophilicida encontrada en agua dulce
Científicos descubren una nueva especie de bacteria y sus interacciones únicas.
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Tabla de contenidos
Los Patescibacteria son un grupo único de bacterias que últimamente han llamado la atención de los científicos. Estas pequeñas formas de vida constituyen una gran parte del total de bacterias que se encuentran en diversos ambientes, incluyendo áreas con muy poco oxígeno. Los investigadores han descubierto que los Patescibacteria no tienen las herramientas habituales necesarias para hacer moléculas importantes como aminoácidos y grasas. Esto indica que probablemente dependen de otros organismos para sobrevivir, actuando más como huéspedes que como anfitriones.
Características de los Patescibacteria
Los Patescibacteria son mayormente muy pequeños, a menudo pegados a células más grandes. Esto ha llevado a los científicos a creer que viven muy cerca de otras bacterias, posiblemente alimentándose de ellas sin matarlas. Desafortunadamente, muchos aspectos de su biología siguen siendo un misterio. Los científicos han identificado muchos de sus genes, pero aún no saben del todo qué hacen muchos de ellos. Como resultado, cultivar Patescibacteria en un ambiente de laboratorio se ha vuelto una prioridad para entenderlos mejor.
Hasta ahora, solo unas pocas especies de Patescibacteria han logrado cultivarse con éxito en laboratorios. La primera de ellas, llamada Candidatus Nanosynbacter lyticus, se ha conocido por adherirse a otra bacteria que se encuentra en la boca humana. También se han encontrado otras especies, pero parecen confirmar que los Patescibacteria generalmente dependen de sus anfitriones para sobrevivir.
Nuevo descubrimiento: Strigamonas methylophilicida
Recientemente, los científicos presentaron una nueva especie llamada Strigamonas methylophilicida que proviene de pequeños sistemas de agua dulce cerca de París. Esta especie es única ya que se adhiere a un tipo específico de bacteria mientras enriquece la comprensión de los Patescibacteria. Tiene un genoma más grande en comparación con otros Patescibacteria relacionados, lo que sugiere que podría tener características distintas que la diferencian.
Metodología
Lugares de muestreo
Se recogieron muestras de agua de dos lugares específicos, un pequeño arroyo y un estanque en París. Los investigadores añadieron metanol al agua para fomentar el crecimiento de ciertas bacterias. Con el tiempo, notaron pequeñas bacterias pegándose a células más grandes en movimiento.
Técnicas de enriquecimiento
Después de la observación inicial, los científicos utilizaron técnicas especiales para enriquecer aún más las muestras, clasificando bacterias usando un método conocido como clasificación de células activadas por fluorescencia. Esto ayudó a aislar a los Patescibacteria y sus anfitriones para estudios posteriores.
Técnicas de estudio
Los investigadores usaron varias técnicas de microscopía para visualizar las bacterias. También utilizaron métodos de extracción, amplificación y secuenciación de ADN para analizar el material genético.
Resultados
Descubrimiento del consorcio
Después de analizar las muestras, los científicos encontraron una nueva relación entre Strigamonas y su anfitrión bacteriano. Ambos tipos de bacterias estaban presentes en las muestras de agua, lo que indica una nueva interacción ecológica que no había sido documentada antes.
Información del genoma
Se encontró que el genoma de Strigamonas methylophilicida tiene alrededor de 1.9 millones de pares de bases, lo que es significativamente más grande que la mayoría de los Patescibacteria. Contiene muchos genes únicos, con un gran porcentaje aún sin caracterizar. Esto sugiere que Strigamonas tiene adaptaciones especiales que le permiten prosperar en su entorno.
Características celulares
Bajo el microscopio, las células de Strigamonas mostraron estructuras únicas y un tamaño pequeño, lo que refuerza aún más su papel como una forma de vida peculiar que vive estrechamente con otras bacterias. Los investigadores también notaron la presencia de pequeñas partículas llamadas vesículas extracelulares, que antes no se habían visto en los Patescibacteria.
Interacción con los anfitriones
Detalles del anfitrión
Strigamonas methylophilicida depende de bacterias metilotróficas para obtener nutrientes esenciales. La relación parece ser una en la que Strigamonas puede aprovecharse de los nutrientes mientras está firmemente adherido a su anfitrión. Los científicos creen que esto puede proporcionar ventajas para ambos tipos de bacterias.
Efectos en los anfitriones
Los hallazgos iniciales sugieren que Strigamonas no solo depende de su anfitrión, sino que también podría influir en el comportamiento del anfitrión. Esto plantea preguntas sobre los roles que juegan las bacterias en sus entornos y cómo interactúan entre sí.
Fagos
Asociación conUn hallazgo significativo asociado con Strigamonas fue la identificación de un fago gigante que parece atacar a esta nueva especie. Este fago tiene un genoma grande y contiene muchos genes que podrían alterar el comportamiento y el metabolismo de Strigamonas y potencialmente su anfitrión bacteriano.
Características del fago
El fago gigante tiene un tamaño de aproximadamente 230 kilobases y codifica varias proteínas que pueden ayudarlo a replicarse, así como proteínas que pueden modificar las características del anfitrión. Esto sugiere una interacción compleja donde el fago influye tanto en Strigamonas como en su anfitrión.
Impacto en las interacciones
La presencia del fago introduce otro nivel de complejidad en la relación entre Strigamonas y su pareja bacteriana. Estas interacciones podrían llevar a cambios en cómo se comunican y funcionan estas bacterias dentro de sus ecosistemas.
Conclusión
El descubrimiento de Strigamonas methylophilicida y sus conexiones con otras bacterias resalta la importancia de estudiar formas de vida pequeñas y a menudo pasadas por alto. Entender estas interacciones puede ofrecer una visión de la complejidad de los ecosistemas microbianos. Aunque mucho sobre estos microorganismos sigue siendo desconocido, la investigación en curso busca revelar más detalles sobre su comportamiento y roles ecológicos.
A través de estos esfuerzos, los científicos esperan pintar un cuadro más claro de las intrincadas relaciones entre bacterias, sus anfitriones y los virus que interactúan con ellas. Este conocimiento podría tener implicaciones significativas para la biología, la ecología y la comprensión general de la vida a nivel microscópico.
Título: Tripartite interaction of a patescibacterial epibiont, a methylotrophic gammaproteobacterial host and a jumbo phage
Resumen: Patescibacteria form a very diverse and widely distributed phylum of small bacteria inferred to have an episymbiotic lifestyle. However, the prevalence of this lifestyle within the phylum and their host specificity remain poorly known due to the scarcity of cultured representatives. Here, we describe a tripartite interaction of a patescibacterium, its gammaproteobacterial host, and a patescibacterial phage based on metagenomic data and enrichment cultures from two shallow, geographically close, freshwater ecosystems. The patescibacterium, Strigamonas methylophilicida sp. nov., defines a new genus within the family Absconditicoccaceae. It grows as epibiont on cells of methanotrophic species of the gammaproteobacterial family Methylophilaceae. Strigamonas cells are tightly attached to the host, sometimes forming stacks that connect two host cells. Despite a surprisingly large genome (1.9 Mb) compared to many other patescibacteria, S. methylophilicida lacks many essential biosynthetic pathways, including the complete biosynthesis of phospholipids, amino acids, and nucleic acids, implying a dependence on the host to obtain these molecules. From metagenomes of these ecosystems, we identified and assembled the genome of a jumbo phage likely infecting the patescibacterium based on a CRISPR spacer match. Its large genome (230 kb) contained a wide gene repertoire, including genes probably involved in the modification of the Strigamonas metabolism and cell surface. By manipulating the patescibacterial phenotype during infection, the phage likely influences in turn the interaction of the patescibacterial epibiont with its methylotrophic host in a parasitic menage-a-trois. Our results confirm a prevalent episymbiotic lifestyle in Absconditicoccaceae and further suggest a clade-specific adaptation of these patescibacteria for gammaproteobacterial hosts.
Autores: David Moreira, F. Buderka, P. Lopez-Garcia, P. Deschamps, M. Krupovic, A. Gutierrez-Preciado, M. Ciobanu, P. Bertolino, G. David, L. Jardillier
Última actualización: 2024-07-25 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096.full.pdf
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