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| Imagen 1: Shewanella sp. MR-4 y MR-7. Fuente: JGI Genome Portal |
CLASIFICACIÓN:
Fílum: Proteobacteria
Clase: Gammaproteobacteria
Orden: Alteromonadales
Familia: Shewanellaceae
Género: Shewanella
CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS:
Shewanella es un género de bacterias Gram negativas de hábitat generalmente marino (Dikow, 2011). Su morfología es bacilar de hasta 4 μm de largo y un diámetro de 0.4-0.7 μm. Las bacterias pertenecientes a este género son móviles, presentan flagelación polar monótrica. No poseen cápsula y no esporulan. 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).
CARACTERÍSTICAS METABÓLICAS:
El género Shewanella es conocido por la versatilidad metabólica de sus especies. Las bacterias de este género, quimioorganoheterotróficas y respiradoras aerobias facultativas, presentan un amplio rango de aceptores de electrones, entre los que se encuentran: oxígeno, nitrato, nitrito, fumarato, Fe (III), tiosulfato, sulfuro elemental, etc. (Yoon et al., 2013). Participan en diversos procesos anaeróbicos como la reducción desasimilatoria de óxidos de manganeso y de hierro (Myers & Nealson, 1988). 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, con la posterior comprobación experimental, 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).
Clase: Gammaproteobacteria
Orden: Alteromonadales
Familia: Shewanellaceae
Género: Shewanella
CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS:
Shewanella es un género de bacterias Gram negativas de hábitat generalmente marino (Dikow, 2011). Su morfología es bacilar de hasta 4 μm de largo y un diámetro de 0.4-0.7 μm. Las bacterias pertenecientes a este género son móviles, presentan flagelación polar monótrica. No poseen cápsula y no esporulan. 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).
CARACTERÍSTICAS METABÓLICAS:
El género Shewanella es conocido por la versatilidad metabólica de sus especies. Las bacterias de este género, quimioorganoheterotróficas y respiradoras aerobias facultativas, presentan un amplio rango de aceptores de electrones, entre los que se encuentran: oxígeno, nitrato, nitrito, fumarato, Fe (III), tiosulfato, sulfuro elemental, etc. (Yoon et al., 2013). Participan en diversos procesos anaeróbicos como la reducción desasimilatoria de óxidos de manganeso y de hierro (Myers & Nealson, 1988). 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, con la posterior comprobación experimental, 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).
La vía metabólica mayoritaria en condiciones anoxigénicas es la serina-isocitrato liasa; bajo ciertas condiciones, también pueden realizar el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. (Tang et al., 2007).
Shewanella spp. son reconocibles mediante pruebas bioquímicas gracias a los siguientes factores:
Shewanella spp. son reconocibles mediante pruebas bioquímicas gracias a los siguientes factores:
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Imagen 2: Características bioquímicas del género Shewanella. Fuente: MacFaddin, 2003.
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CARACTERÍSTICAS ECOLÓGICAS:
Las bacterias del género Shewanella se encuentran ampliamente distribuidas alrededor del mundo, 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 (Yinjie et al., 2006). 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, son psicrotolerantes, y pH entre 6 y 9. Algunas especies son barófilas, es decir, pueden resistir presiones muy elevadas (Kasahara et al.,2009).
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).
OTRAS CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES O PROBLEMÁTICAS:
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Imagen 3: Árbol genómico.
Fuente: BMC Genomics. |
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 han sido relacionados con el deterioro de los elementos proteínicos 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; han sido causantes de brotes intrahospitalarios como el ocurrido en Corea en 2008 (Ocaña, 2011).
BIBLIOGRAFÍA:
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
- Cruz-García, C., Murray, A.E., Klappenbach, J.A., Stewart, V., y Tiedje, J.M. (2007). Respiratory Nitrate Ammonification by Shewanella oneidensis MR-1. Journal of bacteriology, 189(2), 656-662. doi: 10.1128/JB.01194-06
- 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
- Kasahara, R., Sato, T., Tamegai, H., y Kato, C. (2009). Piezo-Adapted 3-Isopropylmalate Dehydrogenase of the Obligate Piezophile Shewanella benthica DB21MT-2 Isolated from the 11,000-m Depth of the Mariana Trench. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 73(11), 2541-2543. doi: 10.1271/bbb.90448
- Kato, C., y Nogi, Y. (2001). Correlation between phylogenetic structure and function: examples from deep-sea Shewanella. FEMS Microbiology Ecology, 35(3), 223-230. doi: http://dx.doi.org/10.1111/j.1574-6941.2001.tb00807.x
- LPSN. (2013). List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Recuperado desde http://www.bacterio.net/shewanella.html
- MacFaddin, J.F. (2003). Pruebas bioquímicas para la identificación de bacterias de importancia clínica (3a ed.). Buenos Aires: Editorial médica panamericana.
- Nealson, K.H., y Scott, J. (2006). Ecophysiology of the Genus Shewanella. The Prokaryotes, 1133-1151. doi: 10.1007/0-387-30746-X_45
- Ocaña, A.V. (2011). Infecciones por Shewanella spp. [Apuntes académicos]. Colegio de bioquímicos de la provincia de Córdoba.
- Pinchuk et al. (2011). Pyruvate and Lactate Metabolism by Shewanella oneidensis MR-1 under Fermentation, Oxygen Limitation, and Fumarate Respiration Conditions. Applied and environmental microbiology, 77(23), 8234-8240. doi: 10.1128/AEM.05382-11
- 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
- Tang, Y.J., Hwang, J.S., Wemmer, D.E., y Keasling, J.E. (2006) Shewanella oneidensis MR-1 Fluxome under Various Oxygen Conditions. Applied and environmental microbiology, 73(3), 718-729. doi: 10.1128/AEM.01532-06
- Tang, Y.J., Meadows, A.L., Kirby, J., y Keasling, J.D. (2006). Anaerobic central metabolic pathways in Shewanella oneidensis mr-1 reinterpreted in the light of isotopic metabolite labeling. Journal of bacteriology, 189(3), 894-901. doi: 10.1128/JB.00926-06
- 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
- Zhao, J-S., Deng, Y., Manno, D., y Hawari, J. (2010). Shewanella spp. Genomic Evolution for a Cold Marine Lifestyle and In-Situ Explosive Biodegradation. PLoS ONE, 5(2), 1-22. doi: 10.1371/journal.pone.0009109
Autoras:
María del Carmen Andrés de Rozas
Beatriz de las Mercedes López Ramos-Neble
Daniela Olivares Villalobos
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