Bdellovibrio

Bdellovibrio es un género de bacterias aerobias obligadas Gram-negativas. Una de las características más notables de este género es que los miembros pueden aprovecharse de otras bacterias Gram-negativas y alimentarse de los biopolímeros, p. proteínas y ácidos nucleicos, de sus huéspedes. Tienen dos estilos de vida: una fase altamente móvil dependiente del huésped, la "fase de ataque", en la que forman "bdelloplastos" en sus bacterias anfitrionas; y una forma de crecimiento lento, de forma irregular e independiente del huésped.

Bdellovibrio bacterióvoro

El mejor estudiado de ellos es Bdellovibrio bacteriovorus, que se encuentra casi exclusivamente en el crecimiento dependiente del huésped en la naturaleza. En esta forma de ataque de natación libre, después de buscar presas usando sus pili, atraviesa la membrana externa del huésped/pared celular de peptidoglicano y entra en el espacio periplásmico. La bacteria Bdellovibrio forma entonces una estructura llamada bdelloplasto. Este bdelloplast se crea a medida que la célula huésped se modifica para adquirir una forma esférica. Dentro del bdelloplast, se pierde el singular gran flagelo del depredador Bdellovibrio. A continuación, la célula huésped muere rápidamente, lo que permite el paso libre de moléculas desde el interior del citoplasma del huésped hasta el periplasma, y el Bdellovibrio que habita en el periplasma para alimentarse. Usando algunas de estas moléculas, el Bdellovibrio crea un entorno protector al reforzar la pared celular de peptidoglicano del huésped en el que ahora habita usando amidasas y transpeptidasas. Después de unas 4 horas, dependiendo de la temperatura ambiente, el Bdellovibrio ha aumentado de tamaño de forma espectacular gracias a esta alimentación. Se divide para replicarse y luego se va a través de una lisis final de la pared celular y las membranas del huésped. Los Bdellovibrio recién emergentes utilizan sus poderosos flagelos recién desarrollados para alejarse nadando y encontrar el próximo huésped adecuado. Debido a esta etapa de bdelloplasto intermitente y fase parasitaria momentánea (15-20 min), Bdellovibrio podría considerarse depredador bacteriano o parásito.

Bdellovibrio bacteriovorus fue descrito por primera vez por Stolp y Petzold en 1962. En 2012 se identificó otro miembro de la especie Bdellovibrio "Bdellovibrio tiberius" de la Río Tíber. Esta especie es más capaz de un crecimiento independiente del huésped.

Poco se sabe de Bdellovibrio exovorus, un bdellovibrio extraparásito, que no puede entrar en su presa y no forma Bdelloplasts.

Apariencia

Bajo un microscopio óptico, el Bdellovibrio dependiente del huésped parece ser un bastón móvil en forma de coma que tiene un tamaño de aproximadamente 0,3 a 0,5 por 0,5 a 1,4 µm con un flagelo apenas perceptible. Bdellovibrio aparece como una placa transparente en crecimiento en una E. coli “césped”. En particular, Bdellovibrio tiene una vaina que cubre su flagelo, una característica poco común para las bacterias. El movimiento flagelar se detiene una vez que Bdellovibrio ha penetrado en su presa, y luego se desprenden los flagelos.

Los Bdellovibrio independientes del huésped parecen amorfos y más grandes que la fase depredadora.

Condiciones de cultivo

B. bacteriovorus parece ser omnipresente en la naturaleza y en los hábitats creados por el hombre. Se han encontrado en muestras de suelo, rizosfera de raíces de plantas, ríos, océanos, aguas residuales, intestinos y heces de aves y mamíferos, e incluso en conchas de ostras y branquias de cangrejos. B. bacteriovorus son capaces de prosperar en casi cualquier hábitat, los requisitos generales son que debe haber oxígeno y algunas otras bacterias Gram-negativas presentes en su entorno. Su temperatura óptima está entre 28-30°C, siendo B. bacteriovorus un mesófilo. Bdellovibrio se cultiva en el laboratorio en su fase estacionaria HI (independiente del huésped) a 29 °C en agar de caldo de peptona de levadura. Los cultivos dependientes del huésped (depredadores) se cultivan con una población de E. coli S-17 a 29 °C durante 16 horas. También se pueden cultivar usando superposiciones de YPSC (extracto de levadura, peptona, acetato de sodio, cloruro de calcio) o lisados de presa.

Ciclo de vida y parasitismo

Ciclo de Vida Bdellovibrio. El Bdellovibrio se une a una bacteria Gram-negativa después del contacto, y penetra en el espacio periplasmático de la presa. Una vez dentro, se produce el alargamiento y se liberan células progenieas dentro de 4 horas.

Bdellovibrio pueden nadar tan rápido como 160 µm/s, o más de 100 veces la longitud de su cuerpo por segundo. Nada utilizando un flagelo polar de una sola vaina con una característica forma de onda de filamento amortiguado. Bdellovibrio ataca a otras bacterias Gram-negativas adhiriéndose a la membrana externa de la célula presa y a la capa de peptidoglicano, después de lo cual crea un pequeño orificio en la membrana externa. La célula Bdellovibrio entra entonces en el espacio periplásmico del huésped. Permanece unido a él de forma reversible durante un breve "reconocimiento" período.

Después del período de reconocimiento, se une irreversiblemente a través del polo opuesto al flagelo. Una vez dentro del periplasma, la célula Bdellovibrio sella el orificio de la membrana y convierte a la célula huésped en una morfología esférica, esto se debe a la secreción de transpeptidasas L,D que rompen el peptidoglicano y, por lo tanto, hacen que la célula volverse amorfo. El complejo de dos células formado se llama bdelloplasto. La célula Bdellovibrio utiliza enzimas hidrolíticas para descomponer las moléculas de la célula huésped, que utiliza para crecer de forma filamentosa. Cuando se agotan los nutrientes de la célula huésped, el filamento se septa para formar la progenie Bdellovibrios. La progenie se vuelve móvil antes de que lisan la célula huésped y se liberan al medio ambiente. El ciclo de vida completo dura de tres a cuatro horas y produce un promedio de 3 a 6 células de progenie a partir de una sola E. coli, o hasta 90 de presas más grandes como la E. coli.

Los objetivos de las especies de Bdellovibrio, incluido Vibrio vulnificus, pueden sufrir coinfección por Bdellovibrio y el bacteriófago. Aunque se cree que el redondeo de Bdellovibrio de la presa evolucionó para reducir la coinfección de múltiples Bdellovibrio, las presas más grandes que no redondean pueden estar infectadas por múltiples Bdello's.

Genómica

El genoma de Bdellovibrio bacteriovorus HD100 se secuenció en 2004. El genoma de HD100 es 3782950 nucleótidos de largo, más grande de lo esperado dado su pequeño tamaño.