| 劣化バイオマスこと細菌の種を発見し パエニバチルスのxylanivoransとして識別、キシラン分解A59T株はアルゼンチン南部では、パタゴニアのネイティブ林の土壌から分離しました。 DNAの配列決定を経て、彼らはそれがセルロースおよびキシラン、バイオエタノールの生産に使用される植物細胞壁の二つの成分を分解する能力を持って決定しました。彼らの発見は、私たちは、土壌に住むコミュニティの世界について少し詳細を知ることができます。 水曜日2020年2月26日 砂、シルトおよび粘土の添加は、土壌細菌、真菌、藻類、ウイルス、原生動物及び放線菌、総称関数で構成されています。非常に多くの小さなは、見つけ識別し、それらは容易ではない特徴づけるために、です。実際には、世界中から研究者の何百もの努力にもかかわらず、そのライブ足元微生物の1％しか知られています。 バイオ肥料は、廃棄物や植物の健康に影響を与えることも病原性を変換することができ人々であるとして土壌微生物が複数の機能を持っている、いくつかは、植物の成長のプロモーターである、他の人が行動します。 パエニバチルスのxylanivoransとして識別、アルゼンチンの研究者によって発見された細菌の新種は、キシランおよびセルロースへの能力、バイオエタノール生産の中断に用いることができる植物細胞壁の二つの成分を持っています。 エレオノーラカンポスは、ハーリンガムブエノスアイレスのINTAの農業研究センター（NCAR）のバイオテクノロジー研究所の生物学者で、2009年以来、世代バイオ燃料のためのセルロース分解細菌の分子生物学を研究に捧げられています。 「我々は、植物が持っている構造を劣化させ、その糖は、コンテンツを利用するために開発された土壌細菌を持っているメカニズムの分子基盤を研究に専念している」と彼は言いました。 この作業の一環として、2014年とINTA-のSilvinaさん-investigadoraカンポスGhioは成功し、彼らは、細菌の新種を単離しました。 「それは他の人と同様であったが、両方の細胞壁に及び分泌タンパク質の一部、残りの部分からそれを区別特性を持っていたことを、そのゲノムおよび生化学的特性、のこぎりを学んで」カンポスは語りました。 A59T株は内生胞子を形成する、グラム陽性菌、通性嫌気性であり、棒状です。それらの最適成長条件は、28〜37°C、5〜10の範囲でpH 7の範囲は30°Cであり、塩化ナトリウム（塩化ナトリウム）の7％まで許容します。 16S RNA遺伝子の配列解析によれば、系統発生的に同じグループBCRC 17757たPaenibacillus taichungensis T（99.7％のヌクレオチド配列同一性）、およびパエニバチルスpabuli NBRC 13638 T（99.1内に配置単離さ％）とは密接たPaenibacillus tundrae A10bT（98.8パーセント）に関連しています。しかしながら、系統の研究は、別個の分岐他のすべての株に入れジャイレース酵素-gyrB- A59Tをコードする遺伝子に基づきます。 発見は、ネイティブの森パタゴニアアルゼンチンで採取した土壌サンプルから作られました。カンポスは、葉や腐敗ログがある表面を覆うマントル、何が起こるかに焦点を置きます。 「演技微生物が存在し、炭素源として使用し、-azúcares-小さな要素に多糖類ダウンそのブレークは」示します。 同時に、研究室では、カンポスは、植物バイオマスの分解のための生物学的プロセスを改善し、複製する方法を検討します。このように、ゲノムのアルゼンチンの分泌タンパク質-secretoma-細菌単離ネイティブセルロース分解のセットの研究から、炭水化物の活性酵素を認識し、さらに、組換え酵素のライブラリーを開発し、特徴づける管理。 「この研究は、私たちは詳細に多糖類の解体の過程を知ることが許され、」カンポスと述べました。 キシランは、構造多糖類バイオマス、すなわち、植物細胞壁の構成要素の一つです。これは、セルロース - -after秒最も豊富な多糖類であり、また速く分解する。 「これらの機能は、様々なバイオテクノロジーのアプリケーションでそれを使用するために研究を深めるために私たちを励まし、」カンポスとは例示言った：「これらの細菌は、他の用途の中で、プレバイオティクス機能を持っているし、改善するための栄養補助食品に使用されることがあり短い-xilooligosacáridos-多糖を生成することができますヒトおよび動物用食品の消化」。 細菌パエニバチルスxylanivoransはすなわち、桿菌で、棒状です。それは長い0.65から0.77ワイドにより2.28マイクロメートル（ミクロン）の1.93のサイズを有します。これは、異なる炭素源に成長しているが、特にキシランや、わらや麦わら、サトウキビなどのリグノセルロース系バイオマスを、無駄にしています。 神秘的な宇宙 土壌の1グラム中の微生物の10以上の億があります。生物分解剤、定着剤、促進剤、金属イオン封鎖剤、鉱化およびリサイクル業者にを見つけることができるような多様性があります。 この文脈では、細菌および真菌は、変換や化学物質に分解します。アンモニウムイオン、窒素の有機形態を変更するため、窒素サイクルは、例えば、特定の微生物です。他の人はその後、大気中に入るコンバート窒素ガスに硝酸アンモニウムおよびその他の硝酸塩を変更します。有機汚染微生物が検出された場合、それは二酸化炭素と水になるまで同様に、彼らは、それを変換し、分解作業に行きます。 1950年代以来、研究は、微生物のコミュニティに焦点を当て、どのように彼らはプロセスが個別に開発し、総称しているかを学習するために相互作用します。分子生物学の進歩と、このようなメタゲノミクスなどの新しいツールを組み込むことで、科学者たちは、土の中に住んでいる社会についての詳細を理解することができます。 さて、それはメタゲノミクス何ですか？アリエルAmadioは、INTAラファエラの専門家-Santa Fe系は、抽出し、世界的にそのDNAを分析し、地域社会を構成するさまざまな生物のゲノム配列を検討していると述べました。 「それは伝統的に起こったとして私たちは、アイソレーションを必要とせずに、微生物の地域社会全体を分析することができるツールです。」と彼は言いました。 DNAの知識から、土壌中に存在する微生物を同定し、その遺伝子のおかげで機能を実行することができるノウハウであることが可能です。次のステップは、様々な農業活動に反応する方法を理解することです。 「それは農業の実践が土壌中の微生物群集の構造の決定要因であることを想像するのは難しいです、」存在する微生物の多様性を維持するために、適切な農業経営に焦点を置くAmadioは語りました。 | Descubren una especie de bacteria que degrada biomasa Identificada como Paenibacillus xylanivorans, la cepa xilanolítica A59T fue aislada en suelos de bosque nativo de la Patagonia, en el sur de la Argentina. Gracias a la secuenciación del ADN, determinaron que tiene la capacidad para descomponer xilano y celulosa, dos componentes de la pared celular vegetal usados en la producción de bioetanol. Su hallazgo permite conocer un poco más sobre el universo de las comunidades que viven en el suelo. miércoles 26 de febrero de 2020 El suelo, además de arena, limo y arcilla, está integrado por bacterias, hongos, algas, virus, protozoarios y actinomicetos, que funcionan colectivamente. Son tantos y tan pequeños, que encontrarlos, identificarlos y caracterizarlos no es tarea sencilla. De hecho, a pesar de los esfuerzos de cientos de investigadores de todo el mundo, solo se conoce el 1 % de los microorganismos que habitan bajo los pies. Los microorganismos del suelo tienen múltiples funciones, algunos son promotores del crecimiento de las plantas, otros actúan como biofertilizantes, están los que pueden transformar residuos y, también, los patogénicos que afectan la salud de las plantas. Identificada como Paenibacillus xylanivorans, la nueva especie de bacteria descubierta por investigadores argentinos tiene la capacidad para descomponer xilano y celulosa, dos componentes de la pared celular vegetal que podrían usarse en la producción de bioetanol. Eleonora Campos es bióloga, trabaja en el Instituto de Biotecnología del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CNIA) del INTA, en Hurlingham –Buenos Aires– y, desde 2009, se dedica a estudiar la biología molecular de bacterias celulolíticas para la generación de biocombustibles. "Nos dedicamos a estudiar las bases moleculares de los mecanismos que han desarrollado las bacterias del suelo para degradar las estructuras que poseen las plantas y utilizar los azúcares contenidos en las mismas", señaló. Como parte de este trabajo, en 2014 Campos y Silvina Ghio –investigadora del INTA– lograron aislar una nueva especie de bacteria. "Al estudiar su genoma y las características bioquímicas, vimos que era parecida a otras, pero tenía particularidades que la distinguían del resto, tanto en la pared celular como en algunas de las proteínas que secretaba", explicó Campos. La cepa A59T es una bacteria Gram positiva, anaeróbica facultativa, formadora de endosporas y tiene forma de bastón. Sus condiciones de crecimiento óptimas son 30 °C con un rango de 28 a 37 °C, un pH 7 con un rango de 5 a 10 y tolera hasta el 7 % de NaCl (cloruro de sodio). De acuerdo con el análisis de secuencia del gen de ARN 16S, el aislado se coloca filogenéticamente en el mismo grupo que Paenibacillus taichungensis BCRC 17757 T (identidad de secuencia de nucleótidos del 99,7 %) y Paenibacillus pabuli NBRC 13638 T (99,1 %) y está estrechamente relacionado con Paenibacillus tundrae A10bT (98,8 %). Sin embargo, los estudios filogenéticos basados en el gen que codifica para la enzima girasa –gyrB– colocaron a A59T en una rama separada de todas las demás cepas. El hallazgo se produjo a partir de una muestra de suelo recolectada en un bosque nativo de la Patagonia argentina. Campos puso el foco en lo que ocurre en el manto que cubre la superficie, en donde hay hojas o troncos en estado de descomposición. "Allí están actuando los microorganismos, que descomponen los polisacáridos en elementos más pequeños –azúcares– y los utilizan como fuente de carbono", ilustró. A la par, en el laboratorio, Campos investiga cómo mejorar y replicar el procedimiento biológico para la degradación de la biomasa vegetal. Así, a partir del estudio del genoma y del conjunto de proteínas secretadas –secretoma– de aislamientos bacterianos celulolíticos nativos de la Argentina, lograron reconocer las enzimas activas sobre carbohidratos y, además, desarrollar y caracterizar una biblioteca de enzimas recombinantes. "Este estudio nos permitió conocer en detalle los procesos de deconstrucción de los polisacáridos", indicó Campos. El xilano es un polisacárido estructural de la biomasa, es decir, es uno de los componentes de la pared celular vegetal. Es el segundo polisacárido más abundante –después de la celulosa– y, también, se degrada más rápido. "Estas características nos impulsan a profundizar los estudios para aprovecharlo en distintas aplicaciones biotecnológicas", manifestó Campos y ejemplificó: "Estas bacterias, entre otros usos, permiten generar polisacáridos cortos –xilooligosacáridos– que pueden tener una función prebiótica y utilizarse en suplementos dietarios para mejorar la digestibilidad de los alimentos para humanos y animales". La bacteria Paenibacillus xylanivorans es un bacilo, es decir, tiene forma de bastón. Posee un tamaño de 1,93 – 2,28 micrómetro (μm) de largo por 0,65–0,77 de ancho. Crece en distintas fuentes de carbono, pero especialmente en xilano y en residuos de biomasa lignocelulósica, como la paja de trigo y la paja de caña de azúcar. Un misterioso universo En un gramo de suelo existen más de 10000 millones de microorganismos. Allí, es tal la diversidad que existe que se pueden encontrar organismos descomponedores, fijadores, promotores, secuestradores, mineralizadores y hasta recicladores. En ese marco, las bacterias y los hongos transforman y descomponen los productos químicos. El ciclo del nitrógeno, por ejemplo, se da porque determinados microbios cambian las formas orgánicas de nitrógeno al ion amonio. Otros lo cambian de amonio a nitrato y otros transforman el nitrato a nitrógeno gaseoso, que luego pasa a la atmósfera. De manera similar, si los microorganismos detectan un contaminante orgánico, se ponen a trabajar transformándolo y descomponiéndolo, hasta que se convierte en dióxido de carbono y agua. Desde la década de 1950, diversos estudios se enfocaron en las comunidades de microorganismos y cómo interactúan para conocer qué procesos desarrollan de manera individual y cuáles de modo colectivo. Con el avance de la biología molecular y la incorporación de nuevas herramientas, como la metagenómica, los científicos pueden entender un poco más sobre las comunidades que viven en el suelo. Ahora bien, ¿qué es la metagenómica? Ariel Amadio, especialista del INTA Rafaela –Santa Fe–, explicó que se trata del estudio de las secuencias del genoma de los diferentes microorganismos que componen una comunidad, extrayendo y analizando su ADN de forma global. "Es la herramienta que nos permite analizar comunidades enteras de microorganismos sin la necesidad de aislados, como ocurría tradicionalmente", indicó. A partir del conocimiento del ADN, es posible identificar cuáles son los microorganismos que están presentes en el suelo y, gracias a sus genes, se puede saber qué funciones cumplen. El próximo paso es entender cómo reaccionan frente a las diversas actividades agropecuarias. "No es difícil imaginar que las prácticas agrícolas son determinantes de la estructura de las comunidades microbianas del suelo", expresó Amadio quien puso el foco sobre el manejo agrícola adecuado para conservar la diversidad de microorganismos que existe. |