Actividad antibacteriana de bacterias aisladas de sistemas hidrotermales de Baja California Sur, México
Antibacterianos de origen hidrotermal
DOI:
https://doi.org/10.24275/uam/izt/dcbs/hidro/2022v32n2/PenaPalabras clave:
Antagonismo, Patógenos acuícolas, Patógenos de humanos, BiopelículasResumen
Antecedentes. Los sistemas hidrotermales son una fuente novedosa para el descubrimiento de nuevos compuestos antimicrobianos y/o metabolitos con potencial biotecnológico. Objetivos. En este sentido, en el presente trabajo se realizó una prospección de bioactividad de microorganismos aislados de sistemas hidrotermales someros con capacidad para inhibir el crecimiento de microorganismos de interés en salud humana, acuícola e industrial. Métodos. Se aislaron bacterias de dos sistemas hidrotermales ubicados en Bahía Concepción y uno en El Sargento, B.C.S. en época de lluvias y temporada de estiaje. Se evaluó la actividad antimicrobiana contra bacterias patógenas de humano, patógenas acuícolas y formadoras de biopelículas marinas, utilizándose la técnica de difusión en pozo. Resultados. El 73 % de las bacterias aisladas produjeron sustancias capaces de inhibir el crecimiento de al menos uno de los microrganismos evaluados. Solo se observó antagonismo para 15 de las 36 bacterias diana, donde Photobacterium damselae subsp. damselae fue la más sensible, observándose una inhibición de su crecimiento en presencia de más de la mitad de las bacterias marinas aisladas de sistemas hidrotermales (51 %). En cuanto a la actividad por sitio y temporada de obtención se observó un mayor número de aislados activos frente a los patógenos acuícolas, predominando los aislados de temporada de estiaje para Mapachitos y Santispac, mientras que en El Sargento el mayor número de aislados activos frente a este grupo de bacterias diana se obtuvo durante la temporada de lluvias. Conclusión. Las bacterias marinas aisladas de ambientes extremos sintetizan compuestos antimicrobianos que podrían ser utilizados en el campo de la salud y la industria.
Descargas
Citas
Ahire, J. J., M. S. Kashikar, S. G. Lakshmi & R. Madempudi. 2020. Identification and characterization of antimicrobial peptide produced by indigenously isolated Bacillus paralicheniformis UBBLi30 strain. 3 Biotech 10: 112-113.
Antranikian, G., C. E. Vorgias & C. Bertoldo. 2005. Extreme environments as a resource for microorganisms and novel biocatalysts. Advances in Biochemical Engineering/Biotechonology 96: 2019-262.
Ayuningrum, D., S. I. Muchlissin, A. Trianto, O. K. Radjasa & A. Sabdono. 2020. Crude extract from a hardcoral-associated bacterium Virgibacillus salarius PHC-44-04 inhibiting growth of Multidrug-Resistant Enterobacter aerogenes human pathogen. Asian Journal of Natural Product Biochemistry 18 (2): 78-83.
Blunt, J. W., B. R. Copp, R. A. Keyzers, M. H. Munro & M. R. Prinsep. 2012. Marine natural products: review article. Natural Product Reports 29 (2): 144-222.
Botella, S., M. J. Pujalte, M. C. Macián, M. A. Ferrús, J. Hernández & E. Garay. 2002. Amplified fragment length polymorphism (AFLP) and biochemical typing of Photobarterium damselae subsp. damselae. Journal of Applied Microbiology 93 (4): 681-688.
Butler, M. S. 2008. Natural products to drugs: natural product derived compounds in clinical trials. Natural Product Reports 25 (3): 475-516.
Caccamo, D., C. Gugliandolo, E. Stackebrandt & T. Maugeri. 2000. Bacillus vulcani sp. nov., a novel thermophilic species isolated from a shallow marine hydrothermal vent. International Journal of Systematic and Evolutionary: Microbiology 50: 2009-2012.
Cerqueira, T., C. Barroso, H. Froufe, C. Egas & R. Bettencourt. 2018. Metagenomic signatures of microbial communities in deep-sea hydrothermal sediments of Azores vent fields. Microbial Ecology 76 (2): 387-403.
Chopra, L., G. Singh, V. Choudhary & D. K. Sahoo. 2014. Sonorensin: an antimicrobial peptide, belonging to the heterocycloanthracin subfamily of bacteriocins, from a new marine isolate, Bacillus sonorensis MT93. Applied and Environmental Microbiology 80 (10): 2981-2990.
Dede, B., C. T. Hansen, R. Neuholz, B. Schnetger, C. Kleint, S. Walker, S. W. Bach, R. Amann & A. Meyerdierks. 2022. Niche differentiation of sulfur-oxidizing bacteria (SUP05) in submarine hydrothermal plumes. The ISME Journal 16:1479-1490. DOI 10.1038/s41396-022-01195-x
Erni-Cassola, G., R. J. Wright, M. I. Gibson & J. A. Christie-Oleza. 2020. Early colonization of weathered polyethylene by distinct bacteria in marine coastal seawater. Microbial Ecology 79 (3): 517-526.
Eyþórsdóttir, A. 2007. Bioprospecting for antimicrobial activity at the hydrothermal vent site in Eyjafjörður. Tesis Doctoral, University of Akureyri, Islandia. 84p.
Ferrer, M., O. Golyshina, A. Beloqui & P. N. Golyshina. 2007. Mining enzymes from extreme environments feature in the extracellular matter of cold-adapter antartic bacteria. Microbiology Ecology 59 (3): 476-486.
Forrest, M. J., J. Ledesma-Vázquez, W. Ussler III, J. T. Kulongoski, D. R. Hilton & H. G. Greene. 2005. Gas geochemistry of a shallow submarine hydrothermal vent associated with the El Requesón fault zone, Bahía Concepción, Baja California Sur, México. Chemical Geology 224 (1-3): 82-95.
Giovannelli, D., G. d’Errico, E. Manini, M. Yakimov & C. Vetriani. 2013. Diversity and phylogenetic analyses of bacteria from a shallow-water hydrothermal vent in Milos Island (Greece). Frontiers in Microbiology (4): 184.
Gugliandolo, C., V. Lentini, A. Spanò & T. L. Maugeri. 2012. New bacilli from shallow hydrothermal vents of Panarea Island (Italy) and their biotechnological potential. Journal of Applied Microbiology 112 (6): 1102-1112.
Gutiérrez-Almada, K., B. González-Acosta, J. M. Borges-Souza & R. N. Aguila-Ramírez. 2020. Marine bacteria associated with shallow hydrothermal systems in the Gulf of California with the capacity to produce biofilm inhibiting compounds. Archives of Microbiology 202 (6): 1477-1488.
Hickey, M. E. & J. L. Lee. 2018. A comprehensive review of Vibrio (Listonella) anguillarum: ecology, pathology and prevention. Reviews in Aquaculture 10 (3): 585-610.
Hua, N. P., A. Hamza-Chaffai, R. H. Vreeland, H. Isoda & T. Naganuma. 2008. Virgibacillus salarius sp. nov., a halophilic bacterium isolated from a Saharan salt lake. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 58: 2409-2414.
Jia, B., G. W. Cheong & S. Zhang. 2013. Multifunctional enzymes in archaea; promiscuity and moonlight. Extremophiles 17 (2): 193-203
Khiyami, M. A., E. A. Serour, M. M. Shehata & A. H. Bahklia. 2012. Thermo-aerobic bacteria from geothermal springs in Saudi Arabia. African Journal of Biotechnology 11 (17): 4053-4062.
Leal-Acosta, M. L. & R. M. Prol-Ledesma. 2016. Caracterización geoquímica de las manifestaciones termales intermareales de Bahía Concepción en la Península de Baja California. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana 68: 395-407.
Lentini, V., C. Gugliandolo, B. Bunk, J. Overmann & T. L. Maugeri. 2014. Diversity of prokaryotic community at a shallow marine hydrothermal site elucidated by Illumina sequencing technology. Current Microbiology 69: 457-466.
Mars-Brisbin, M., A. E. Conover & S. Mitarai. 2020. Influence of regional oceanography and hydrothermal activity on protist diversity and community structure in the Okinawa Trough. Microbial Ecology 80 (4): 746-761.
Maugeri, T. L., C. Gugliandolo, D. Caccamo, A. Panico, L. Lama, A. Gambacorta, & B. Nicolaus. 2002a. A halophilic thermotolerant Bacillus isolated from a marine hot spring able to produce a new exopolysaccharide. Biotechnology Letters 24 (7): 515-519.
Maugeri, T. L., C., Gugliandolo, D. Caccamo & E. Stackebrandt. 2002b. Three novel halotolerant and thermophilic Geobacillus strains from shallow marine vents. Systematic and Applied Microbiology 25 (3): 450-455.
Maugeri, T. L., V. Lentini, C. Gugliandolo, F. Italiano, S. Cousin & E. Stackebrandt. 2009. Bacterial and archaeal populations at two shallow hydrothermal vents off Panarea Island (Eolian Islands, Italy). Extremophiles 13 (1): 199-212.
Maugeri, T. L., V. Lentini, C. Gugliandolo, S. Cousin & E. Stackebrandt. 2010a. Microbial diversity at a hot, shallow-sea hydrothermal vent in the southern Tyrrhenian Sea (Italy). Geomicrobiology Journal 27 (5): 380-390.
Maugeri, T. L., G. Bianconi, F. Canganella, R. Danovaro, C. Gugliandolo, F. Italiano, V. Lentini & E. Manini. 2010b. Shallow hydrothermal vents in the southern Tyrrhenian Sea. Chemistry and Ecology 26 (S1): 285-298.
McFall, Jr., W. T. Shoulars & R. A. Carnevale. 1968. Effect of vancomycin on inhibition of bacterial plaque. Journal of Dental Research 47 (6): 1195-1195.
Meier, D. V., P. Pjevac, W. Bach, S. Markert, T. Schweder, J. Jamieson, S. Petersen, R. Amann & A. Meyerdierks. 2019. Microbial metal‐sulfide oxidation in inactive hydrothermal vent chimneys suggested by metagenomic and metaproteomic analyses. Environmental Microbiology 21 (2): 682-701.
Mohandass, C., R. Rajasabapathy, C. Ravindran, A. Colaco, R. S. Santos & R. M. Meena. 2012. Bacterial diversity and their adaptations in the shallow water hydrothermal vent at D. Joao de Castro Seamount (DJCS), Azores, Portugal. Cahiers de Biologie Marine 53: 65–76.
Moura, V., I. Ribeiro, P. Moriggi, A. Capão, C. Salles, S. Bitati & L. Procópio. 2018. The influence of surface microbial diversity and succession on microbiologically influenced corrosion of steel in a simulated marine environment. Archives of Microbiology 200 (10): 1447- 1456.
Nava-Sánchez, E., R. Cruz-Orozco & D. S. Gorsline. 1995. Morphology and sedimentology of two contemporary fan deltas on the southeastern Baja California Peninsula, Mexico. Sedimentary Geology 98 (1-4): 45-61.
NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards). 1993. Performance standard for antimicrobial disk susceptibility tests: approved standard M2-A5. Villanova, PA: NCCLS.
Ojha, P., N. P. Kar, S. Nayak, A. K. Patra & K. K. Sahoo. 2021. Isolation of a broad spectrum antimicrobial producing thermophilic Bacillus and characterization of its antimicrobial protein. Archives of Microbiology 203 (5): 2059-2073.
Pakpitcharoen, A., K. Potivejkul, P. Kanjanavas, S. Areekit & K. Chansiri. 2008. Biodiversity of thermotolerant Bacillus sp. producing biosurfactants, biocatalysts, and antimicrobial agents. Science Asia 3: 424-431.
Prol-Ledesma, R. M., M. A. Canet, M. J. Torres-Vera & M. A. Forrest. 2004. Vent fluid chemistry in Bahía Concepción coastal submarine hydrothermal system, Baja California Sur, México. Journal of Volcanology and Geothermal Research 137: 311-328.
Prol-Ledesma, R. M. & C. Canet. 2014. Evaluación y Explotación de los Recursos Geotérmicos del Océano. In: Low-Pfeng, A. & E.M. Peters-Recagno (eds.). La Frontera Final: El Océano Profundo, SEMARNAT, INECC. México, pp. 11-30.
Radchenkova, N., A. Tomova & M. Kambourova. 2011. Biosynthesis of an exopolysaccharide produced by Brevibacillus thermoruber 438. Biotechnology & Biotechnological Equipment 25 (1): 77-79
Ravindran, C., G. R. Varatharajan, R. Rajasabapathy & R. A. Sreepada. 2016. Antibacterial activity of marine Bacillus substances against V. cholerae and S. aureus and in vivo evaluation using embryonic zebrafish test system. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences 78 (3): 417-422
Reed, C. J., H. Lewis, E. Trejo, V. Winston & C. Evilia. 2013. Protein adaptations in archaeal extremophiles. Archaea 113:373275. DOI: 10.1155/2013/373275.
Rheims, H., F. A. Rainey & E. Stackebrandt. 1996. A molecular approach to search for diversity among bacteria in the environment. Journal of Industrial Microbiology 17 (3): 159-169.
Rivas, A. J., M. L. Lemos & C. R. Osorio. 2013 Photobactrium damselae subsp. damselae, a bacterium pathogenic for marine animals and humans. Frontiers in Microbiology 4: 283.
Rodríguez-Valdez, G. 2017. Actividad antimicrobiana e inmunoestimulante de bacterias aisladas de ambientes marinos extremos en Baja California Sur. Tesis de Maestría, Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C., La Paz, BCS, México. 118 p.
Rodríguez-Uribe, M. C., F. J. Núñez-Cornú & R. M. C. Dagostino. 2018. Contribuciones al estudio de los sistemas hidrotermales submarinos someros en México. Biblio3W Revista Bibliográfica de Geografía y Ciencias Sociales 23 (1241): 1-23.
Sambrook, J. & D. W. Russell. 2006. Isolation of high-molecular-weight DNA from mammalian cells using formamide. Cold Spring Harbor Protocols (1): pdb-prot3225.
Scala, A., A. Piperno, A. Hada, S. Astilean, A. Vulpoi, G. Ginestra, A. Marino, A. Nostro, V. Zammuto & C. Gugliandolo. 2019. Marine bacterial exopolymers-mediated green synthesis of noble metal nanoparticles with antimicrobial properties. Polymers 11 (7): 1157.
Sun, Q. L., M. Q. Wang & L. Sun. 2015. Characteristics of the cultivable bacteria from sediments associated with two deep-sea hydrothermal vents in Okinawa Trough. World Journal of Microbiology and Biotechnology 31 (12): 2025-2037.
Tarasov, V. G., A. V. Gebruk, A. N. Mironov & L. I. Moskalev. 2005. Deep-sea and shallow-water hydrothermal vent communities: two different phenomena? Chemical Geology 224 (1-3): 5-39.
Ulyanova, V., R. S. Mahmud, E. Dudkina, V. Vershinina, E. Domann & O. Ilinskaya. 2016. Phylogenetic distribution of extracellular guanyl-preferring ribonucleases renews taxonomic status of two Bacillus strains. The Journal of General and Applied Microbiology 62 (4): 181-188.
Van Dover, C. 2000. The ecology of deep-sea hydrothermal vents. Princeton University Press. 425 p.
Villanueva-Estrada, R. E., R. M. Prol-Ledesma, I. S. Torres-Alvarado & C. Canet. 2005. Geochemical modeling of a shallow submarine hydrothermal system at Bahía Concepción, Baja California Sur, México. Proceedings World Geothermal Congress: Antalaya, Turkey 24-29:1-5.
Yohandini, H., Julinar & Muharni. 2015. Isolation and Phylogenetic Analysisof Thermophile Community Within Tanjung Sakti Hot Spring, South Sumatera, Indonesia. HAYATI Journal of Biosciences 22: 143-148.
Wilson, Z. E. & M. A. Brimble. 2009. Molecules derived from the extremes of life: A decade later. Natural Product Reports 38 (1): 24-82.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
De acuerdo con la legislación de derechos de autor, HIDROBIOLÓGICA reconoce y respeta el derecho moral de los autores, así como la titularidad del derecho patrimonial, el cual será cedido a la revista para su difusión en acceso abierto.
Publicar en la revista HIDROBIOLÓGICA tiene un costo de recuperación de $500 pesos mexicanos por página en blanco y negro (aproximadamente 29 dólares americanos) y $1000 pesos por página a color (aproximadamente 58 dólares americanos).
Todos los textos publicados por HIDROBIOLÓGICA sin excepción se distribuyen amparados bajo la licencia Creative Commons 4.0Atribución-No Comercial (CC BY-NC 4.0 Internacional), que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en HIDROBIOLÓGICA (por ejemplo incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en HIDROBIOLÓGICA.
Para todo lo anterior, el o los autor(es) deben remitir el formato de Carta-Cesión de la Propiedad de los Derechos de la primera publicación debidamente requisitado y firmado por el autor(es). Este formato se puede enviar por correo electrónico en archivo pdf al correo: enlacerebvistahidrobiológica@gmail.com; rehb@xanum.uam.mx (Carta-Cesión de Propiedad de Derechos de Autor).
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-No Comercial 4.0 Internacional.
