Shewanella spp.

Microbiologia - 2on curs de Biologia i Biotecnologia - 2015-2016    

Diversitat de microorganismes i aplicacions

Nom: Shewanella spp.

Classificació:

       Fílum: Proteobacteria 

       Clase: Gammaproteobacteria 
       Orden: Alteromonadales  
       Familia: Shewanellaceae 
       Género: Shewanella

Característiques morfològiques: Shewanella es un género de bacterias Gram negativas,cuya morfología es bacilar (hasta 4 μm de largo y  de 0.4-0.7 μm de diámetro). Las bacterias pertenecientes a este género son móviles y presentan flagelación polar monótrica. No poseen cápsula ni forman esporas. En medios de cultivo sólidos, las colonias son de color beige-rosado, circulares, lisas y convexas. En medios líquidos pueden formar agrupaciones filamentosas. (Venkateswaran et al., 1999).

Característiques metabòliques: El género Shewanella se caracteriza por la versatilidad metabólica de sus especies. Dentro de este género, las bacterias son  quimioorganoheterotróficas y respiradoras aerobias facultativas, presentan un amplio rango de aceptores de electrones, entre los que se encuentran: oxígeno, nitrato, nitrito, fumarato etc. Participan en diversos procesos anaeróbicos como la reducción desasimilatoria de óxidos de manganeso y de hierro. Estas características permiten a los organismos acoplar la descomposición de materia orgánica a la reducción de los diferentes aceptores de electrones hallados en su medio (Frederickson et al., 2008).

El estudio genético muestra la posibilidad de utilización de una gran diversidad de fuentes de carbono (glucosa, lactosa, arabinosa, etc.) por parte de las especies Shewanella (Rodionov et al., 2010).

El crecimiento de Shewanella spp. en condiciones anaeróbicas emplea como fuente de poder reductor diversos donadores de electrones, incluyendo lactato, piruvato e hidrógeno (Pinchuk et al., 2011); pero no acetato, el cual solo utiliza en condiciones aeróbicas (Yoon et al., 2013).

Característiques ecològiques: Las bacterias del género Shewanella se encuentran ampliamente distribuidas, desde ambientes marinos profundos a fuentes hidrotermales y lagos de agua dulce (Dikow, 2011), pero especialmente en aguas marinas frías. La diversidad metabólica de las especies supone una ventaja competitiva en entornos sujetos a las variaciones espaciales y temporales en el tipo y la concentración de aceptores externos de electrones. Esta versatilidad hace que sean importantes para el ciclo del carbono y tengan potencial para la remediación de ambientes contaminados y su uso en pilas de combustible microbiano (Frederickson et al., 2008). 

Pueden habitar en lugares con temperaturas bajas, y su pH oscila entre 6 y 9. Algunas especies son barófilas, es decir, pueden resistir presiones muy elevadas.

También pueden vivir asociados a comunidades de fermentadores (Cook et al., 2001), aprovechando los productos residuales de su metabolismo, y a otros organismos (Nealson et al., 2006).

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques: Los análisis genéticos basados en los datos del genoma completos han permitido la elaboración de hipótesis sobre la filogenia del género Shewanella (Dikow, 2011).

Los miembros de este género están relacionados con el deterioro de los elementos proteícos e implicados como patógenos oportunistas de animales acuáticos y humanos (Venkateswaran, 1999). Como ha sido mencionado antes, tienen importancia en el ciclo del carbono y poseen potencial de biorremediación gracias a su versatilidad metabólica (Frederickson et al., 2008).

Las únicas especies aisladas en humanos han sido S. algae y S. putrefaciens, demostrando la primera más virulencia. El diagnóstico de infecciones causadas por Shewanella ha aumentado su frecuencia en los últimos años. 

Estas bacterias son sensibles a antimicrobianos como la eritromicina, pero resistentes a la penicilina.

BIBLIOGRAFÍA:

Cook, M.A., Osborn, A.M., Bettandorff, J., y Sobecky, P.A. (2001) Endogenous isolation of replicon probes for assessing plasmid ecology of marine sediment microbial communities. Microbiology, 147(8), 2089-2101. Recuperado desde http://mic.sgmjournals.org/content/147/8/2089.full.pdf+html

Dikow, R.B. (2011). Genome-level homology and phylogeny of Shewanella. BMC Genomics, 12(237), 1-14. doi:10.1186/1471-2164-12-237

Fredrickson, J.K. et al. (2008). Towards environmental systems biology of Shewanella. Nature Reviews Microbiology, 6, 592-603. doi:10.1038/nrmicro1947

LPSN. (2013). List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Recuperado desde http://www.bacterio.net/shewanella.html

Nealson, K.H., y Scott, J. (2006). Ecophysiology of the Genus Shewanella. The Prokaryotes, 1133-1151. doi: 10.1007/0-387-30746-X_45

Rodionov et al. (2010). Genomic encyclopedia of sugar utilization pathways in the Shewanella genus. BMC Genomics, 13(11), 494. doi:10.1186/1471-2164-11-494

Venkateswaran, K., et al. (1999). Polyphasic taxonomy of the genus Shewanella and description of Shewanella oneidensis sp. now. International journal of systematic bacteriology, 49(2), 705-724. doi: 10.1099/00207713-49-2-705

Yoon, S., Sanford, R.A., y Löffler, F.E. (2013). Shewanella spp. Use Acetate as an Electron Donor for Denitrification but Not Ferric Iron or Fumarate Reduction. Applied and Environmental Microbiology, 79(8), 2818 –2822. doi: 10.1128/AEM.03872-12

Trabajo realizado por: Ana Suárez Ocaña, Paula Recolons López-Pinto, María Dolores Jiménez Huéscar y Alejandro Trouvé Carpena.