Sustancias poliméricas extracelulares en lodos granulares aerobios bajo condiciones de salinidad creciente

Área de la Ciencia:

• Microbiología ambiental
• Bioquímica
• Ecología microbiana

Sus antecedentes:

• Las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) son cruciales para la estructura y función de las comunidades microbianas.
• La salinidad del agua de mar es un factor ambiental clave que influye en la adaptación microbiana y la producción de EPS.
• Comprender los cambios en el EPS bajo estrés por salinidad es vital para el tratamiento de aguas residuales y la ecología microbiana.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos a largo plazo del aumento de la salinidad del agua de mar en la composición y estructura de las EPS microbianas.
• Elucidar los mecanismos de adaptación de las comunidades microbianas, en particular "Candidatus Accumulibacter", al estrés por salinidad.
• Analizar los cambios en los componentes del EPS, incluidos los glicanos y los grupos cargados, en condiciones de salinidad variables.

Principales métodos:

• Aumento gradual de la salinidad (0-4%) con renovación de biomasa.
• Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) para el análisis de EPS.
• Microarray de lectinas para evaluar la diversidad de glicanos en las glicoproteínas del EPS.
• Análisis metaproteómico para identificar vías de adaptación microbiana.
• Análisis de la composición de la comunidad microbiana mediante secuenciación del ARNr 16S.

Principales resultados:

• La granulación estable y la eliminación de nutrientes se mantuvieron en todas las salinidades.
• El aumento de la salinidad redujo la diversidad de glicanos y aumentó la carga negativa en las glicoproteínas del EPS.
• La comunidad microbiana cambió a un dominio de especies del clado I de "Candidatus Accumulibacter" a salinidades más altas.
• La metaproteómica reveló que "Ca. Accumulibacter" aumentó la expresión de genes para la biosíntesis de la pared celular bajo estrés de salinidad.
• Las glicoproteínas putativas producidas por "Ca. Accumulibacter" se regularon a la baja con el aumento de la salinidad.

Conclusiones:

• "Candidatus Accumulibacter" adapta dinámicamente su EPS, especialmente los glicanos de las glicoproteínas, al aumento de la salinidad del agua de mar.
• La modificación del EPS es una estrategia clave para la adaptación microbiana al estrés ambiental.
• Los hallazgos proporcionan información sobre la resiliencia microbiana y los mecanismos de adaptación en entornos salinos.