Synergistota
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| Aminiphilus Aminobacterium | |||||||||||
Synergistota (anteriormente Synergistetes) é um filo de bactérias gram-negativas anaeróbicas recém descrito e têm forma de célula bastonete / vibrioide[2]. Das 124 sequências do gene 16S rRNA exibidas no banco de dados Synergistes GenBank, apenas duas são derivadas de isolados reais: Synergistes jonesii, número de acesso [[1]], isolado do rúmen de uma cabra[3], e Synergistes sp. estirpe P4G_18P1, número de acesso [[2]], isolado da cavidade oral. Sequências do gene 16S rRNA semelhantes ao Synergistes foram encontradas em inventários moleculares de vários digestores anaeróbios de remoção de poluição[4][5][6], bem como em intestinos de cupins[7][8], trato intestinal de porcos[9], reservatórios de petróleo[10][11] e o ecossistema subgengival humano[12][13]. Utilizando PCR direcionada ao gene 16S rRNA, Godon et al.[14] recentemente exploraram 93 ambientes anaeróbios, incluindo digestores anaeróbicos mesófilos e termofílicos, coalhada, dejetos de suínos, composto, solo de 23 tipos ou locais diferentes, e os intestinos de 49 animais diferentes, além de quatro espécimes de fontes humanas, e encontraram Synergistes presentes em 95% dos ecossistemas analisados, embora sua proporção fosse geralmente inferior a 1%[14][15]. As seqüências de fontes animais formaram seus próprios grupos agrupados, assim como as seqüências de digestores, solo e placa subgengival humana, sugerindo que subgrupos filogeneticamente definidos de organismos do grupo Synergistes (SGOs) ocupam seus próprios nichos ecológicos individuais[14].
Synergistes jonesii
[editar | editar código-fonte]É caracterizada como uma bactéria gram-negativa vibrio, ou em forma de bastonete, e é conhecida por ter 0,6-0,8 µm de diâmetro e 1,2-1,8 µm de comprimento. Dado seu habitat dentro do rúmen, é considerado uma bactéria termofílica, que segue sua categorização na subseção de Synergistota: Thermanaerovibrio. Também atribuído ao seu habitat é o fato de que S. jonesii é anaeróbico. Outro aspecto importante é que não contém nenhum cili ou flagelo, tornando-se uma bactéria não-móvel. Uma das facetas mais intrigantes de S. jonesii é a sua capacidade de degradar os piridinodióis tóxicos que de outra forma prejudicariam o hospedeiro ruminante. S. jonesii contém alta atividade da hidrogenase que permite a degradação anaeróbica de pirindinodiol quando também na presença de metil viologen ou na presença de alfa-cetoácidos sob hidrogênio ou nitrogênio gasoso[16].
A detecção molecular da estirpe do tipo S. jonesii (78-1, ATCC 49833) foi demonstrada pela primeira vez por McSweeney et al.[17] (1993)utilizando sondas oligonucleoticas direcionadas para ARN 16S radiomarcadas (32P) e fluorescentes. Posteriormente, conjuntos de primers para detecção baseada em PCR e enumeração de regiões genômicas de S. jonesii foram desenvolvidos por Yang et al.[18] (1999) e posteriormente avaliada para sensibilidade de Anderson et al.[19] (2004). No entanto, a natureza / função deste DNA molde no genoma de S. jonesii era desconhecida, o que levanta dúvidas sobre a especificidade potencial deste método de detecção. Klieve et al.[20] (2002) utilizaram um par de primers do gene 16S rRNA (rADN) consistindo de um primer bacteriano universal (Primer 357F, Lane 1991) e iniciador DHP 1006[17] para amplificar um produto específico de 438 nucleotídeos para S. jonesii.
Outro conjunto de primers 16S rDNA para S. jonesii (sng796f e sng1001r) foi usado por Derakhshani et al. [21](2015), mas não relataram sua validação. Na tentativa de aumentar a sensibilidade e especificidade da detecção, Graham et al.[22] (2013) utilizaram uma abordagem de nested PCR 16S rDNA para monitorar a presença de S. jonesii em bovinos de propriedades do norte da Austrália. Este método detectou S. jonesii em <10% do gado testado, apesar de vários rebanhos terem sido inoculados com a bactéria e a degradação DHP estar ocorrendo. A anise da sequência dos amplics de 16S rDNA de amostras positivas para S. jonesii mostrou que todos apresentavam perfis de sequcias diferentes em comparao com a estirpe de tipo 78-1 de S. jonesii ATCC.
Outro levantamento de ruminantes em diferentes regiões geográficas confirmou a presença de S. jonesii em bovinos, caprinos, ovinos, iaques e búfalos da Austrália, China, Brasil, Tailândia, Indonésia e Vietnã por meio de uma abordagem melhorada de nested 16S rDNA PCR[23].
A análise de sequências destes produtos de PCR revelou pelo menos 4 loci com mutações pontuais (polimorfismos de nucleotídeo único; SNPs) em comparação com a estirpe do tipo ATCC. A especificidade do ensaio de PCR foi melhorada por Halliday et al.[24] (2018), mas mostrou que <50% das amostras do rúmen foram positivas para S. jonesii em um grupo de bovinos que degradam parcialmente a DHP. Estes estudos indicam que a bactéria está freqüentemente presente, mas abaixo do limite de detecção (104‒105 células / mL) e, portanto, ensaios moleculares aprimorados são necessários para o monitoramento de populações de S. jonesii in vivo.
Metabolismo
[editar | editar código-fonte]Synergistes jonesii é um quimiorganotrofo que se baseia em produtos químicos orgânicos para sua fonte de energia e carbono. Como S. jonesii é estritamente anaeróbico, a principal via metabólica desse micróbio é a fermentação. Os piridinadiol, arginina e histidina são metabolizados pelo micróbio para energia e carbono. A arginina é metabolizada usando a via da arginina deaminase e ainda é incerto sobre como a histidina é degradada pela célula. Quando a arginina é metabolizada pelas vias da arginina desaminase, seus produtos são dióxido de carbono, acetato, butirato, citrulina e ornitina. Quando a histidina é metabolizada, os produtos são dióxido de carbono, acetato, butirato, citrulina e ornitina, e indiretamente formiato e propionato[25].
Energia
[editar | editar código-fonte]Esta bactéria é capaz de utilizar os aminoácidos arginina e histidina para o crescimento[26].
A fonte mais provável do nitrogênio que este micróbio utiliza é a metabolização da arginina e da histidina. Quando ambos os substratos são metabolizados, a amônia é um dos produtos das vias[26].
O Synergistes jonesii é único porque atualmente é o único microrganismo do rúmen conhecido a utilizar a arginina e a histidina como principal fonte de energia e substratos produtores de carbono. Um terceiro aminoácido que S. jonesii parecia capaz de metabolizar era a glicina, embora em menor grau a partir de arginina e histidina. Descobriu-se que a arginina era degradada em S. jonesii pela via da arginina deaminase e produzia dióxido de carbono, acetato, butirato, citrulina e ornitina. O metabolismo de histidina também produziu dióxido de carbono, acetato, butirato, citrulina e ornitina, além de fornecer carbono para formato e propionato. Devido ao fato de que os aminoácidos arginina e histidina são a principal fonte de carbono para Synergistes jonesii, pode permitir que o microorganismo compita no rúmen e ocupe um nicho individualizado dentro da comunidade[26].
Ecologia
[editar | editar código-fonte]O único habitat conhecido para Synergistes jonesii está dentro do rúmen. Este micróbio foi isolado pela primeira vez a partir do rúmen de uma cabra no Havaí e desde então tem sido encontrado no rúmen do gado. S. jonesii não é um micróbio comum nas populações de ruminantes, mas algumas distribuições geográficas foram mostradas[26].
Filogenia
[editar | editar código-fonte]A filogenia baseada no trabalho do Projeto Árvore Viva Todas as Espécies chamado All-Species Living Tree Project.
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Referências
[editar | editar código-fonte]- ↑ Oren A, Garrity GM (2021). «Valid publication of the names of forty-two phyla of prokaryotes». Int J Syst Evol Microbiol. 71 (10). 5056 páginas. PMID 34694987. doi:10.1099/ijsem.0.005056
- ↑ Jumas-Bilak, E.; Roudiere, L.; Marchandin, H. (30 de abril de 2009). «Description of 'Synergistetes' phyl. nov. and emended description of the phylum 'Deferribacteres' and of the family Syntrophomonadaceae, phylum 'Firmicutes'». INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY. 59 (5): 1028–1035. ISSN 1466-5026. doi:10.1099/ijs.0.006718-0
- ↑ Allison, Milton J.; Mayberry, Wiliam R.; Mcsweeney, Christopher S.; Stahl, David A. (1992). «Synergistes jonesii, gen. nov., sp.nov.: A Rumen Bacterium That Degrades Toxic Pyridinediols». Systematic and Applied Microbiology. 15 (4): 522–529. ISSN 0723-2020. doi:10.1016/s0723-2020(11)80111-6
- ↑ LaPara, T. M.; Nakatsu, C. H.; Pantea, L.; Alleman, J. E. (1 de setembro de 2000). «Phylogenetic Analysis of Bacterial Communities in Mesophilic and Thermophilic Bioreactors Treating Pharmaceutical Wastewater». Applied and Environmental Microbiology. 66 (9): 3951–3959. ISSN 0099-2240. doi:10.1128/aem.66.9.3951-3959.2000
- ↑ Blackall, L. L.; Rossetti, S.; Christensson, C.; Cunningham, M.; Hartman, P.; Hugenholtz, P.; Tandoi, V. (1997). «The characterization and description of representatives of 'G' bacteria from activated sludge plants». Letters in Applied Microbiology. 25 (1): 63–69. ISSN 0266-8254. doi:10.1046/j.1472-765x.1997.00176.x
- ↑ Wu, Jer-Horng; Cheng, Sheng-Shung; Tseng, I-Cheng; Liu, Wen-Tso (1 de fevereiro de 2001). «Characterization of microbial consortia in a terephthalate-degrading anaerobic granular sludge system». Microbiology. 147 (2): 373–382. ISSN 1350-0872. doi:10.1099/00221287-147-2-373
- ↑ Hongoh, Yuichi; Ohkuma, Moriya; Kudo, Toshiaki (2003). «Molecular analysis of bacterial microbiota in the gut of the termite Reticulitermes speratus (Isoptera; Rhinotermitidae)». FEMS Microbiology Ecology. 44 (2): 231–242. ISSN 0168-6496. doi:10.1016/s0168-6496(03)00026-6
- ↑ Johjima, T.; Ohkuma, M.; Kudo, T. (27 de fevereiro de 2003). «Isolation and cDNA cloning of novel hydrogen peroxide-dependent phenol oxidase from the basidiomycete Termitomyces albuminosus». Applied Microbiology and Biotechnology. 61 (3): 220–225. ISSN 0175-7598. doi:10.1007/s00253-003-1236-4
- ↑ Leser, T. D.; Amenuvor, J. Z.; Jensen, T. K.; Lindecrona, R. H.; Boye, M.; Moller, K. (1 de fevereiro de 2002). «Culture-Independent Analysis of Gut Bacteria: the Pig Gastrointestinal Tract Microbiota Revisited». Applied and Environmental Microbiology. 68 (2): 673–690. ISSN 0099-2240. doi:10.1128/aem.68.2.673-690.2002
- ↑ Orphan, V. J.; Taylor, L. T.; Hafenbradl, D.; Delong, E. F. (1 de fevereiro de 2000). «Culture-Dependent and Culture-Independent Characterization of Microbial Assemblages Associated with High-Temperature Petroleum Reservoirs». Applied and Environmental Microbiology. 66 (2): 700–711. ISSN 0099-2240. doi:10.1128/aem.66.2.700-711.2000
- ↑ Telang, A.J.; Voordouw, G.; Jenneman, G.E.; Ebert, S.; Foght, J.M.; Westlake, D.W.S.; Gevertz, D. (1997). «Monitoring the Response of Oil Field Production Water Microbial Communities to Nitrate Injection With Reverse Sample Genome Probing». Petroleum Society of Canada. Annual Technical Meeting. doi:10.2118/97-17
- ↑ Valenza, Giuseppe; Burgemeister, Stefan; Girschick, Hermann; Schoen, Christoph; Veihelmann, Simone; Moter, Annette; Haban, Vesna; Vogel, Ulrich; Schlagenhauf, Ulrich (14 de novembro de 2006). «Analysis of the periodontal microbiota in childhood-type hypophosphatasia». International Journal of Medical Microbiology. 296 (7): 493–500. ISSN 1438-4221. doi:10.1016/j.ijmm.2006.05.002
- ↑ Munson, M. A.; Banerjee, A.; Watson, T. F.; Wade, W. G. (1 de julho de 2004). «Molecular Analysis of the Microflora Associated with Dental Caries». Journal of Clinical Microbiology. 42 (7): 3023–3029. ISSN 0095-1137. doi:10.1128/jcm.42.7.3023-3029.2004
- ↑ a b c Godon, Jean-Jacques; Moriniere, Jeanne; Moletta, Marina; Gaillac, Marianne; Bru, Valerie; Delgenes, Jean-Philippe (2005). «Rarity associated with specific ecological niches in the bacterial world: the 'Synergistes' example». Environmental Microbiology. 7 (2): 213–224. ISSN 1462-2912. doi:10.1111/j.1462-2920.2004.00693.x
- ↑ Odenyo, A.A.; Osuji, P.O.; Reed, J.D.; Smith, A.H.; Mackie, R.I.; McSweeney, C.S.; Hanson, J. (2003). Agroforestry Systems. 59 (2): 141–147. ISSN 0167-4366. doi:10.1023/a:1026360912944
- ↑ «Thermanaerovibrio». www.bacterio.net. Consultado em 10 de julho de 2019
- ↑ a b McSweeny, Christopher S.; Allison, Milton J.; Mackie, Roderick I. (1993). «Amino acid utilization by the ruminal bacterium Synergistes jonesii strain 78-1». Archives of Microbiology. 159 (2): 131–135. ISSN 0302-8933. doi:10.1007/bf00250272
- ↑ Anderson, T. J.; Anderson, R. C.; Williams, M. J.; Elder, R. O.; Nisbet, D. J. «PCR amplification for detection of Synergistes jonesii, the ruminal bacterium that degrades the toxins of Leucaena leucocephala.». Wallingford: CABI: 223–226. ISBN 9780851996141
- ↑ Anderson, T. J.; Anderson, R. C.; Williams, M. J.; Elder, R. O.; Nisbet, D. J. (2004). Acamovic, T.; Stewart, C. S.; Pennycott, T. W., eds. «PCR amplification for detection of Synergistes jonesii, the ruminal bacterium that degrades the toxins of Leucaena leucocephala.». Wallingford: CABI (em inglês): 223–226. ISBN 9780851996141. doi:10.1079/9780851996141.0223
- ↑ Klieve, A. V.; Ouwerkerk, D.; Turner, A.; Roberton, R. (2002). «The production and storage of a fermentor-grown bacterial culture containing Synergistes jonesii, for protecting cattle against mimosine and 3-hydroxy-4(1H)-pyridone toxicity from feeding on Leucaena leucocephala». Australian Journal of Agricultural Research. 53 (1). 1 páginas. ISSN 0004-9409. doi:10.1071/ar00121
- ↑ Derakhshani, Hooman; Corley, Sean W.; Al Jassim, Rafat (15 de janeiro de 2016). «Isolation and characterization of mimosine, 3, 4 DHP and 2, 3 DHP degrading bacteria from a commercial rumen inoculum». Journal of Basic Microbiology. 56 (5): 580–585. ISSN 0233-111X. doi:10.1002/jobm.201500590
- ↑ Graham, S. R.; Dalzell, S. A.; Ngu, Nguyen Trong; Davis, C. K.; Greenway, D.; McSweeney, C. S.; Shelton, H. M. (2013). «Efficacy, persistence and presence of Synergistes jonesii in cattle grazing leucaena in Queensland: on-farm observations pre- and post-inoculation». Animal Production Science. 53 (10). 1065 páginas. ISSN 1836-0939. doi:10.1071/an12301
- ↑ Shelton, H. Max; Kerven, Graham; Dalzell, Scott A. (31 de maio de 2019). «An update on leucaena toxicity: Is inoculation with Synergistes jonesii necessary?». Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales. 7 (2): 146–153. ISSN 2346-3775. doi:10.17138/tgft(7)146-153
- ↑ Halliday, Michael J.; Giles, Hayley E.; Padmanabha, Jagadish; McSweeney, Chris S.; Dalzell, Scott A.; Shelton, H. Max (2019). «The efficacy of a cultured Synergistes jonesii inoculum to control hydroxypyridone toxicity in Bos indicus steers fed leucaena/grass diets». Animal Production Science. 59 (4). 696 páginas. ISSN 1836-0939. doi:10.1071/an17853
- ↑ Rincón, M (1998). «Anaerobic degradation of mimosine-derived hydroxypyridines by cell free extracts of the rumen bacterium Synergistes jonesii». FEMS Microbiology Ecology. 27 (2): 127–132. ISSN 0168-6496. doi:10.1016/s0168-6496(98)00057-9
- ↑ a b c d «Synergistes jonesii - microbewiki». microbewiki.kenyon.edu (em inglês). Consultado em 10 de julho de 2019