Rhodococcus

Rhodococcus é un xénero de bacterias grampositivas aeróbicas, non esporulantes, non móbiles moi relacionadas coas micobacterias e as corinebacterias.^[1][2] Aínda que unhas poucas especies deste xénero son patóxenas, a maioría son benignas e prosperan nunha ampla gama de ambientes, como o solo, auga, e células eucarióticas. O xenoma de representantes do xénero foi secuenciado en 2006 e ten 9,7 megapares de bases e un contido GC de 67%.^[3]

Rhodococcus
Rhodococcus sp.
Clasificación científica
Dominio: Bacteria Filo: Actinobacteria Orde: Actinomycetales Suborde: Corynebacterineae Familia: Nocardiaceae Xénero: Rhodococcus Zopf 1891

As cepas de Rhodococcus teñen importantes aplicacións debido á súa capacidade de catabolizar unha ampla variedade de compostos e producir esteroides bioactivos, acrilamida, e ácido acrílico, e a súa implicación na biodesulfuración de combustibles fósiles.^[3] Esta diversidade xenética e catabólica non só reside no cromosoma bacteriano grande, senón tamén en tres grandes plásmidos liñais.^[1] Rhodococcus é tamén un sistema experimentalmente vantaxoso polas súas taxas de crecemento relativamente rápidas e o seu ciclo de desenvolvemento simple. Porén, Rhodococcus aínda non está ben caracterizado.^[3]

Outra importante aplicación de Rhodococcus débese á súa bioconversión, utilizando sistemas biolóxicos para converter unha materia inicial barata en compostos de maior valor. Pode catabolizar polucionantes ambientais nocivos, como o tolueno, naftaleno, herbicidas, e PCBs. Os Rhodococcus metabolizan tipicamente os compostos aromáticos oxixenando primeiro o anel aromático para formar un diol (dous grupos alcohol). Despois, clívase o anel por mecanismos intra/extradiol, e o anel queda aberto e exposto a outras modificacións metabólicas. A química destas reaccións é moi estereoespecífica, polo que os dioles se crean cunha quiralidade predicible. Un exemplo do uso de Rhodococcus para producir unha molécula quiral determinada é a produción de indeno, un precursor da droga indinavir usada para tratar a SIDA, que é un inhibidor da protease, e contén dous dos cinco centros quirais necesarios para este complexo.^[4]

Biodegradación de contaminantes orgánicos

A gran cantidade de datos xenómicos de bacterias que se están a obter nos últimos tempos permite facer estudos detallados das bases moleculares da biodegradación microbiana de contaminantes orgánicos. Os estudos xenómicos de Rhodococcus jostii RHA1, cun dos xenomas bacterianos máis grandes completamente secuenciados, permitiron aprender moitas cousas sobre a degradación dos persistentes compostos aromáticos. Estes estudos axudaron a aumentar o coñecemento do catabolismo bacteriano, adaptación fisiolóxica non catabólica a compostos orgánicos, e a evolución dos xenomas bacterianos grandes. Un gran número de vías "aromáticas periféricas" levan diversos compostos naturais ou xenobióticos ata un número máis restrinxido de vías metabólicas "aromáticas centrais". Algunhas vías son máis comúns do que inicialmente se pensaba. As vías Box e Paa ilustran a frecuencia de estratexias de clivaxe de aneis non oxixenolíticas nos procesos de degradación aromática aerobia. Os estudos de xenómica funcional foron útiles para establecer que mesmo os organismos que conteñen un gran número de encimas homólogos presentan aparentemente poucos exemplos de verdadeira redundancia. Por exemplo, a multiplicidade de dioxixenases que clivan aneis en certos illados de rhodococcais pode atribuírse ao críptico catabolismo aromático de distintos terpenoides e esteroides. O amplo repertorio de xenes de especies degradadoras de contaminantes como Rhodococcus jostii RHA1 evolucionou principalmente a partir de procesos máis antigos.^[5] Rhodococcus sp. cepa Q1 (ATCC número 49987), illado do solo e limos de fábricas de papel, pode degradar quinolina, varios derivados de piridinas, catecol, benzoato, e ácido protocatechuico.^[6]

Rhodococcus patóxenos

O xénero Rhodococcus ten dúas especies patóxenas: R. fascians e R. equi. O primeiro é un patóxeno de plantas que causa a formación dunha especie de bugallas nas follas en anxiospermas e ximnospermas.^[7] R. equi é o axente causante dunha pumonía en poldros e infecta principalmente a poldros de tres meses ou menos. Porén, ten un amplo rango de hóspedes, e esporadicamente infecta a porcos, vacas e persoas inmunocomprometidas, como os pacientes de SIDA e os que están sometidos a unha terapia inmunosupresora.^[8] A patoxenidade de ambas as especies débese a un plásmido de virulencia conxugativo. No caso de R. fascians, é un plásmido liñal, mentres que R. equi contén un plásmido circular. Ambos os patóxenos son economicamente significativos. R. fascians é un patóxeno importante das plantas de tabaco. R. equi é un dos patóxenos máis importantes dos poldros e é endémico en moitas facendas de cría de cabalos de todo o mundo.

Especies

• Rhodococcus aurantiacus (ex Tsukamura e Mizuno, 1971) Tsukamura e Yano, 1985, nom. rev.
• Rhodococcus baikonurensis Li, et al., 2004
• Rhodococcus boritolerans
• Rhodococcus equi (Magnusson, 1923) Goodfellow e Alderson, 1977; patóxeno animal importante, especialmente de cabalos e en menor medida de porcos, vacas e cabras, e persoas inmunosuprimidas (por exemplo, pacientes de SIDA)
• Rhodococcus coprophilus Rowbotham e Cross, 1979
• Rhodococcus corynebacterioides (Serrano, et al., 1972) Yassin e Schaal, 2005 (sinónimo: Nocardia corynebacterioides Serrano et al. 1972)
• Rhodococcus erythropolis (Gray e Thornton, 1928) Goodfellow e Alderson, 1979
• Rhodococcus fascians (Tilford 1936) Goodfellow 1984 (sinónimo: Rhodococcus luteus (ex Söhngen 1913) Nesterenko et al. 1982)^[9]
• Rhodococcus globerulus Goodfellow, et al., 1985
• Rhodococcus gordoniae Jones, et al., 2004
• Rhodococcus jostii Takeuchi, et al., 2002. Identificado como produtor dun encima que dixire a lignina, que é o primeiro illado dunha bacteria en vez de dun fungo.^[10][11]
• Rhodococcus koreensis Yoon, et al., 2000
• Rhodococcus kroppenstedtii Mayilraj, et al., 2006
• Rhodococcus maanshanensis Zhang, et al., 2002
• Rhodococcus marinonascens Helmke e Weyland, 1984
• Rhodococcus opacus Klatte, et al., 1995
• Rhodococcus percolatus Briglia, et al., 1996
• Rhodococcus phenolicus Rehfuss e Urban, 2006
• Rhodococcus polyvorum
• Rhodococcus pyridinivorans Yoon, et al., 2000
• Rhodococcus rhodochrous (Zopf 1891) Tsukamura, 1974
• Rhodococcus rhodnii Goodfellow e Alderson, 1979 (sinónimo: Nocardia rhodnii)
• Rhodococcus ruber (Kruse 1896) Goodfellow e Alderson, 1977 (sinónimo: Streptothrix rubra Kruse, 1896)
• Rhodococcus jostii RHA1
• Rhodococcus triatomae Yassin, 2005
• Rhodococcus tukisamuensis Matsuyama, et al., 2003
• Rhodococcus wratislaviensis (Goodfellow et al. 1995) Goodfellow, et al., 2002 (sinónimo: Tsukamurella wratislaviensis Goodfellow, et al., 1995)
• Rhodococcus yunnanensis Zhang, et al., 2005
• Rhodococcus zopfii Stoecker, et al., 1994

Notas

1. van der Geize R., and L. Dijkhuizen (2004). "Harnessing the catabolic diversity of rhodococci for environmental and biotechnological applications". Microbiology 7 (3): 255–261. PMID 15196492. doi:10.1016/j.mib.2004.04.001.
2. Burkovski A (editor). (2008). Corynebacteria: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-30-1. .
3. McLeod MP, Warren RL, Hsiao WW, Araki N, Myhre M, Fernandes C, Miyazawa D, Wong W, Lillquist AL, Wang D, Dosanjh M, Hara H, Petrescu A, Morin RD, Yang G, Stott JM, Schein JE, Shin H, Smailus D, Siddiqui AS, Marra MA, Jones SJ, Holt R, Brinkman FS, Miyauchi K, Fukuda M, Davies JE, Mohn WW, Eltis LD (October 17, 2006). "The complete genome of Rhodococcus sp. RHA1 provides insights into a catabolic powerhouse". PNAS 103 (42): 15582–15587. PMC 1622865. PMID 17030794. doi:10.1073/pnas.0607048103.
4. Treadway, S.L., K.S. Yanagimachi, E. Lankenau, P.A. Lessard, G. Stephanopoulos and A.J. Sinskey (1999). "Isolation and characterization of indene bioconversion genes from Rhodococcus strain I24". Appl. Microbiol. Biotechnol 51 (6): 786–793. PMID 10422226. doi:10.1007/s002530051463.
5. McLeod MP and Eltis LD (2008). "Genomic Insights Into the Aerobic Pathways for Degradation of Organic Pollutants". Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. isbn=978-1-904455-17-2.
6. O'Loughlin, E.J., S.R. Kehrmeyer, and G.K. Sims. 1996. Isolation, characterization, and substrate utilization of a quinoline degrading bacterium. International Biodeterioration and Biodegradation. 38(2):107-118. doi 10.1016/S0964-8305(96)00032-7
7. K. Goethals, D. Vereecke, M. Jaziri, Montagu M. Van, and M. Holsters. Leafy gall formation by Rhodococcus fascians. Annu.Rev.Phytopathol. 39:27-52, 2001. In: PMID 11701858
8. G. Muscatello, D. P. Leadon, M. Klay, A. Ocampo-Sosa, D. A. Lewis, U. Fogarty, T. Buckley, J. R. Gilkerson, W. G. Meijer, and J. A. Vázquez-Boland. Rhodococcus equi infection in foals: the science of 'rattles'. Equine Vet.J. 39:470-478, 2007. In: PMID 17910275
9. Klatte et al.: Rhodococcus luteus is a later subjective synonim of Rhodococcus fascians. En: Int. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 627-630
10. http://www.physorg.com/news/2011-06-wood-digesting-enzyme-bacteria-boost-biofuel.html
11. Takeuchi, M; Hatano, K; Sedlácek, I; Pácová, Z (2002). "Rhodococcus jostii sp. nov., isolated from a medieval grave". International journal of systematic and evolutionary microbiology 52 (Pt 2): 409–13. PMID 11931149.

Véxase tamén

Ligazóns externas

• Para especies e sinónimos ver: National Center for Biotechnology Information (NCBI)