Shewanella oneidensis
Shewanella oneidensis es una bacteria que destaca por su capacidad para reducir iones metálicos y vivir en ambientes con o sin oxígeno . Esta proteobacteria se aisló por primera vez en el lago Oneida , Nueva York, en 1988, de ahí su nombre. [1]
S. oneidensis es una bacteria facultativa , capaz de sobrevivir y proliferar tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas . El especial interés en S. oneidensis MR-1 gira en torno a su comportamiento en un ambiente anaeróbico contaminado por metales pesados como hierro , plomo y uranio . Los experimentos sugieren que puede reducir el mercurio iónico a mercurio elemental [2] y la plata iónica a plata elemental. [3] Sin embargo, la respiración celular de estas bacterias no se limita a los metales pesados; las bacterias también pueden apuntar a los sulfatos, nitratos y cromatos cuando se cultiva anaeróbicamente.
Esta especie se conoce como S. oneidensis MR-1, lo que indica "reducción de manganeso", una característica especial de este organismo. Es un error común pensar que MR-1 se refiere a la "reducción de metales" en lugar de la intención original de "reducción de manganeso", como observó Kenneth H. Nealson, quien aisló por primera vez el organismo.
S. oneidensis MR-1 pertenece a una clase de bacterias conocidas como " bacterias disimilatorias reductoras de metales (DMRB)" debido a su capacidad para acoplar la reducción de metales con su metabolismo. Los medios para reducir los metales son especialmente controvertidos, ya que la investigación que utilizó microscopía electrónica de barrido y microscopía electrónica de transmisión reveló protuberancias estructurales anormales que se asemejan a filamentos bacterianos que se cree que están involucrados en la reducción del metal. Este proceso de producción de un filamento externo está completamente ausente de la respiración bacteriana convencional y es el centro de muchos estudios actuales.
La mecánica de la resistencia de esta bacteria y el uso de iones de metales pesados está profundamente relacionada con su red de rutas metabólicas. Se ha demostrado que los transportadores de eflujo de múltiples fármacos putativos, las proteínas de desintoxicación, los factores sigma extracitoplasmáticos y los reguladores del dominio PAS tienen una mayor actividad de expresión en presencia de metales pesados. La proteína de clase citocromo c SO3300 también tiene una transcripción elevada. [4] Por ejemplo, al reducir U(VI), se utilizan citocromos especiales como MtrC y OmcA para formar nanopartículas de UO 2 y asociarlas con biopolímeros. [5]
En 2017, los investigadores utilizaron una molécula sintética llamada DSFO+ para modificar las membranas celulares en dos cepas mutantes de Shewanella. DSFO+ podría reemplazar por completo las proteínas conductoras de corriente naturales, aumentando el poder que genera el microbio. El proceso fue una modificación química únicamente que no modificó el genoma del organismo y que se dividió entre la descendencia de la bacteria, diluyendo el efecto. [6]
