Fermentación, hidrógeno y metabolismo del azufre en múltiples filas de bacterias no cultivadas

Área de la Ciencia:

• Microbiología Microbiología.
• La metagenómica es la metagenómica.
• Biogeoquímica La biogeoquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

• Los miembros de los filos bacterianos BD1-5, OP11 y OD1 son comunes en entornos anaerobios, pero sus funciones metabólicas se comprenden mal debido al cultivo limitado y los datos genómicos.
• Comprender el metabolismo de estas bacterias es crucial para comprender las funciones del ecosistema anaeróbico.

Objetivo del estudio:

• Aclarar las vías metabólicas y las funciones ecológicas de las bacterias no cultivadas de los filos BD1-5, OP11 y OD1.1.
• Para caracterizar un linaje bacteriano recién identificado (PER) y sus capacidades metabólicas.

Principales métodos:

• Recuperación independiente del cultivo de 49 genomas bacterianos parciales o casi completos de un acuífero modificado con acetato.
• Análisis genómico para predecir las funciones metabólicas, incluida la fermentación, la fijación de carbono y las vías de conservación de energía.

Principales resultados:

• Se predijo que todas las bacterias analizadas serían anaerobios no respirantes que utilizan principalmente la fermentación.
• Tres grupos poseen un nuevo híbrido de tipo arqueal ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa-oxigenasa (RuBisCO) para la fijación de CO2 junto con el salvamento de AMP.
• Se descubrió que los miembros del filo OD1 reducen el azufre y potencialmente utilizan hidrogenasas de tipo arqueal para el bombeo de protones.
• El codón de parada UGA se traduce como triptófano en seis de los organismos estudiados.
• Se identificó el linaje PER y se aclararon sus características metabólicas.

Conclusiones:

• Estos hallazgos revelan estrategias metabólicas no reconocidas previamente en las bacterias anaerobias, incluida una nueva vía RuBisCO en las bacterias.
• Es probable que las bacterias estudiadas contribuyan significativamente a la producción de hidrógeno, el ciclo del azufre y la fermentación del carbono sedimentario recalcitrante.
• Este estudio amplía nuestra comprensión de la materia oscura microbiana y sus roles en entornos anaerobios.