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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3338| Identificación de bacterias fotoheterótrofas cultivables productoras de rodopsinas en la cuenca del sur de California y en bases de datos genómicas globales Identification of rhodopsin-producing culturable photoheterotrophic bacteria in the Southern California Bight and in global genomic databases | |
| JAIME ABDIEL LAZARO GARCIA | |
| LAURA GOMEZ CONSARNAU | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Proteorodopsina, Fototrofía, Bacterias marinas, Bacterioplancton Proteorhodopsin, Phototrophy, Marine bacteria, Bacterioplankton | |
| Las rodopsinas son fotosistemas muy abundantes en distintos ambientes acuáticos con el potencial de capturar gran cantidad de energía solar en la superficie del agua. Más del 75% de los genomas del bacterioplancton contiene genes para sintetizar rodopsinas, convirtiéndose en el fotosistema más abundante en el mar. Sin embargo, se conoce poco sobre las diferentes estrategias metabólicas y fisiológicas de los distintos organismos con rodopsinas, por lo que su impacto ecológico en los distintos ambientes no es claro. A su vez, para caracterizar funciones bacterianas como la fototrofía a través de rodopsinas, es necesario estudiar la fisiología de bacterias aisladas en cultivos puros, es decir, cultivos que contengan una sola cepa bacteriana. Por lo que el desarrollo de dichas colecciones, es indispensable para entender mejor la importancia de estos mecanismos de fototrofía tan abundantes en ambientes acuáticos. Para avanzar esta área de investigación, en este trabajo se identificaron y obtuvieron nuevos microorganismos de estudio. En concreto: (i) se estableció una nueva colección de bacterias en cultivo puro aisladas de la Bahía Todos Santos y se amplió el repertorio de colecciones existentes provenientes del Muelle de Scripps, San Diego) (ii) se identificó la presencia de genes de rodopsina en genomas de bacterias depositadas en bibliotecas genómicas. Examinando en el laboratorio la presencia del pigmento de captura de luz en rodopsinas (retinal) en estas colecciones de cultivos, se identificaron ocho cepas productoras de rodopsinas, las cuales pertenecen a los géneros Vibro, Morganella, Stenotrophomonas y Stakelama. El genoma completo de la cepa Stakelama pacifica (BTS-27) fue secuenciado, y representa la primera evidencia de presencia de genes de rodopsinas de tipo sensorial en bacterias pertenecientes al grupo Alphaproteobacteria. Por otra parte, se determinó que entre las bacterias provenientes de ambientes acuáticos disponibles en las bases de datos: (i) existe una mayor incidencia de bacterias con genes de rodopsinas en los ambientes marinos, (ii) las proteorodopsinas son el subtipo de rodopsina más abundante, (iii) las rodopsinas predominan en grupos como Proteobacteria, Bacteroidetes y Actinobacteria, (iv) los genomas de bacterias con genes de rodopsinas son significativamente más pequeños que los de otras bacterias que no los contienen. Este trabajo amplía significativamente la disponibilidad de bacterias de distintos grupos taxonómicos y ... Rhodopsins are photosystems found to be abundant and widespread in different aquatic environments, with the potential to capture large amounts of solar energy in the surface ocean. More than 75% of bacterioplankton genomes the contain genes to synthesize rhodopsins, making it the most abundant photosystem in the sea. However, little is known about the different metabolic and physiological strategies of the different microorganisms with rhodopsins, so their ecological role in the different environments is still unclear. In turn, it is only possible to characterize the physiology of rhodopsin-containing bacteria if they are isolated in culture, so establishing collections of isolates in pure culture is essential to better understand the ecology of such abundant light-dependent metabolism. To advance this area of research, in this work new bacteria strains were identified and isolated in culture. Specifically: (i) a new collection of bacteria isolated in pure culture was established in the Todos Santos Bay region, and other existing collections from the Scripps Pier, San Diego were examined (ii) rhodopsin genes were identified in genomes of bacteria deposited in genomic libraries of different aquatic systems. Examining the new culture collections for the Southern California Bight in the laboratory, eight rhodopsin-positive strains were identified, which belong to the genera Vibrio, Morganella and Stakelama. We further sequenced the genome of one of these positive strains Stakelama pacifica. (BTS27) and identified its rhodopsin gene, which represents the first evidence of the presence of sensory rhodopsins in groups of alpha proteobacteria. On the other hand, through the analysis of global genomic databases, it was determined that the environments with the highest incidence of rhodopsins were marine, and that proteorhodopsin is the most abundant rhodopsin subtype, predominant in groups such as Proteobacteria, Bacteroidetes, and Actinobacteria. Another important finding was that the genomes of bacteria with rhodopsin genes are significantly smaller than those of other bacteria that do not contain this function. Thus, this work broadens the spectrum of bacteria available in culture from different taxonomic groups and environments that can be characterized physiologically in future studies. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Lázaro García, J.A. 2020. Identificación de bacterias fotoheterótrofas cultivables productoras de rodopsinas en la cuenca del sur de California y en bases de datos genómicas globales. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 78 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ecología Marina |
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| tesis_Jaime Abdiel Lázaro García_18 nov 2020.pdf | Versión completa de la tesis | 3.69 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |