Microorganismos Extremófilos, vida microbiana más allá de sus condiciones óptimas

Abstract

El estudio de los microorganismos termófilos ha tenido un gran auge en las últimas décadas debido a la aplicación de sus enzimas y moléculas en procesos biotecnológicos. En la actualidad, existe un déficit en cuanto a comprender cómo viven los microorganismos en la naturaleza y sus estrategias de persistencia y adaptación. La presente tesis estudia la vida de un microorganismo termófilo aislado del suelo, Parageobacillus thermoglucosidasius 23.6, mas allá de la condiciones consideradas óptimas para su crecimiento. El desarrollo de bioreactores en continuo (quimiostato) con retención de células (retentostato), nos ha permitido cultivar la cepa 23.6 a tasas de crecimiento cercanas a cero (0,0002 h-1). Estas condiciones asumimos que son frecuentes en suelos, por la limitación de nutrientes, y por la influencia de ciclos diarios de temperatura (60 - 20º C). La secuenciación del genoma ha identificado 4 moléculas de ADN circular: El genoma principal o Tmp1, dos plásmidos, Tmp2 y Tmp3, y un bacteriófago, Tmp4, Su genoma ha servido de referencia para los análisis del transcriptoma. El pangenoma de la cepas de P. thermoglucosidaius es abierto y ha identificado puntos calientes de transferencia horizontal de genes llevados a cabo a través de diferentes estrategias: transformación, conjugación y traducción. El análisis del transcriptoma a tasas de crecimiento cercanas a cero reveló una gran sobreexpresión de genes relacionados con la obtención y búsqueda de energía, mecanismos de defensa y plasticidad genómica, permitiendo la adaptación de P. thermoglucosidasius 23.6 a nuevos ambientes y manteniendo su viabilidad. A bajas temperaturas (20º C) y tasa de crecimiento reducida (0.025h-1) hay una intensa respuesta transcripcional haciendo posible que la cepa 23.6 mantenga un metabolismo activo a bajas temperaturas que le permite responder rápidamente cuando las condiciones vuelvan eventualmente a ser óptimas para su crecimiento. Esta tesis contribuye a comprender el comportamiento de los microorganismos en ambientes naturales, y específicamente de la especie termófila modelo P. thermoglucosidasius, que sobrevive en condiciones consideradas adversas para su crecimiento manteniendo su viabilidad y persistencia en la naturaleza.