Streptomyces griseus: qué es, características, taxonomía, ciclo vital, usos
¿Qué es Streptomyces griseus?
Streptomyces griseus es una especie de bacteria aeróbica, grampositiva. Pertenece al grupo de las Actinobacterias, dentro del orden Actinomycetales y la familia Streptomycetaceae.
Son bacterias comunes en el suelo. Se han encontrado en asociación con raíces de plantas en la rizosfera. También se han aislado algunas cepas en muestras de aguas y sedimentos marinos profundos y en ecosistemas costeros.
La capacidad de adaptación de esta especie a gran diversidad de ecosistemas ha generado una importante variación genética que se ha intentado clasificar en ecovares.
Esta especie, al igual que otras de Streptomyces, produce gran cantidad de metabolitos secundarios, lo que le confiere una gran importancia comercial y farmacéutica.
Entre ellos destaca la estreptomicina (antibiótico aminoglucósido), el primer antibiótico utilizado de forma eficaz contra la tuberculosis.
Características de Streptomyces griseus
– S. griseus es una bacteria aeróbica grampositiva que produce micelios. La pared celular es gruesa, formada principalmente de peptidoglucano y lípidos.
– Desarrolla tanto micelios sustrato como aéreos. Ambos tipos de micelio presentan una morfología diferente.
– Las hifas del micelio sustrato pueden tener de 0.5-1 µm de diámetro. El micelio aéreo es filamentoso y poco ramificado.
– En medio de cultivo, estos micelios presentan distintas tonalidades de gris. El reverso de la colonia es gris-amarillenta. No producen pigmentos de melanina.
– Las cadenas de esporas son rectiflexibles y están formadas por 10-50 esporas. La superficie de estas es lisa.
– La especie utiliza como fuente de carbono glucosa, xilosa, manitol o fructosa. En medios de cultivo con arabinosa o rhamnosa, no se aprecia crecimiento de la colonia.
– La temperatura óptima para su desarrollo va de 25 a 35 °C.
– Crecen en un rango amplio de pH, entre 5 y 11. Sin embargo, su crecimiento es óptimo en ambientes alcalinos con pH 9, por lo que se la considera alcalofila.
Genética
– Se ha secuenciado completamente el genoma de S. griseus. El mismo presenta un cromosoma linear con más de ocho millones de pares de bases. No se ha observado la presencia de plásmidos.
– El cromosoma presenta más de 7000 ORF (secuencias de ARN de marco abierto). Para más de un 60% de estas secuencias, se conoce la función que cumplen. El contenido de GC (guanina y citosina) para S. griseus es de aproximadamente 72%, lo que se considera alto.
Metabolitos secundarios
– La mayoría de las especies de Streptomyces producen gran cantidad de metabolitos secundarios. Entre estos encontramos antibióticos, inmunosupresores e inhibidores enzimáticos.
– Las bacterias son capaces de producir algunas enzimas de importancia industrial, como la isomerasa de la glucosa o la transglutaminasa.
– En el caso de S. griseus, el metabolito secundario de mayor importancia es la estreptomicina. No obstante, este organismo produce otros compuestos, como ciertos tipos de fenoles, muy efectivos en el control de diversos hongos fitopatógenos.
Taxonomía
La especie fue descrita por primera vez a partir de aislamientos de suelo de una zona de Rusia. El investigador A. Krainsky en 1914 la identificó como Actinomyces griseus.
Posteriormente, Waskman y Curtis logran aislar la especie en diversas muestras de suelo en Estados Unidos.
En 1943 Waskman y Henrici proponen el género Streptomyces basados en la morfología y tipo de pared celular de sus especies. Estos autores ubican a la especie en este género en 1948.
Filogenia y sinónimos
Se había propuesto la existencia de tres sub-especies para S. griseus. No obstante, estudios moleculares han revelado que dos de estos taxones corresponden a la especie S. microflavus.
Desde el punto de vista filogenético, S. griseus forma un grupo con S. argenteolus y S. caviscabies. Estas especies tienen gran similitud con relación a las secuencias de ARN ribosomal.
Con base en la comparación de secuencias de ARN, se ha podido establecer que algunos taxones considerados especies distintas a S. griseus tienen igual composición genética.
Por tanto, estos nombres han pasado a la sinonimia de la especie. Entre estos tenemos S. erumpens, S. ornatus y S. setonii.
Ciclo biológico
Las especies de Streptomyces producen dos tipos de micelio durante su desarrollo. El micelio sustrato, que conforma la fase vegetativa, y el micelio aéreo, que dará origen a las esporas.
Formación del micelio sustrato
Este se origina tras la germinación de la espora. Las hifas tienen un diámetro de 0,5-1 µm. Estas crecen por los ápices y desarrollan ramificaciones, produciendo una matriz compleja de hifas.
Se presentan pocos septos que forman compartimientos que pueden presentar varias copias del genoma. Durante esta fase, la bacteria aprovecha los nutrientes presentes en el medio para acumular biomasa.
A medida que se desarrolla este micelio, hay muerte celular de algunos septos. En el micelio sustrato maduro alternan segmentos vivos y muertos.
Cuando la bacteria se desarrolla en el suelo o en cultivos sumergidos, la fase vegetativa es la predominante.
Formación del micelio aéreo
En un momento del desarrollo de las colonias, comienza a formarse un micelio con un menor número de ramificaciones. En S. griseus se forman filamentos largos que están muy poco ramificados.
La nutrición necesaria para la formación de este micelio, se obtiene de la lisis de las células del micelio sustrato. En esta fase, la especie produce los distintos metabolitos secundarios.
Formación de esporas
En esta fase, las hifas detienen su crecimiento y se empiezan a fragmentar transversalmente. Estos fragmentos se transforman rápidamente en esporas redondeadas.
Se forman cadenas de esporas formadas por aproximadamente cincuenta células. Las esporas son esféricas a ovales, de 0,8 a 1,7 µm de diámetro y con la superficie lisa.
Usos
El principal uso asociado a S. griseus es la producción de estreptomicina. Este es un antibiótico bactericida. Fue detectado por primera vez en 1943 por Albert Schatz en cepas de la especie.
La estreptomicina es uno de los tratamientos más eficaces para tratar la tuberculosis producida por Mycobacterium tuberculosis.
Sin embargo, S. griseus tiene otros usos. La especie produce otros antibióticos, entre los que se encuentran algunos que atacan tumores.
Asimismo, produce enzimas proteolíticas utilizadas comercialmente, como las pronasas. Estas enzimas bloquean la inactivación de los canales de sodio.
Por otra parte, en los últimos años se ha determinado que S. griseus produce sustancias volátiles del grupo de los fenoles denominado carvacrol. Esta sustancia tiene la capacidad de inhibir el crecimiento de esporas y micelios de diversos hongos fitopatógenos.
Referencias
- Anderson A y E Wellington. The taxonomy of Streptomyces and related genera. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
- Horinouchi, S. Mining and polishing of the treasure in bacterial genus Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.