Focaeicola plebeya

Phocaeicola plebeius , anteriormente Bacteroides plebeius , es un microbio que se encuentra en el intestino humano , más comúnmente en los nativos de Japón . ^{[ 1 ]} Es capaz de digerir el porfirano , un polisacárido delalga Porphyra ( nori ) que los humanos no pueden digerir por sí mismos. ^{[ 2 ]} Se cree que el gen Bp1689 que codifica la porfiranasa se derivó del microbio Zobellia galactanivorans mediante transferencia horizontal de genes , como parte de un grupo de genes que contiene otras enzimas activas sobre carbohidratos . ^{[ 3 ]}

Porphyra es un género de algas rojas. Las dos principales Porphyra utilizadas en platos japoneses son P. yezoensis y P. tenera que se utilizan comúnmente en el sushi . ^{[ 4 ]} Porphyra spp. también conocida como nori en Japón contiene compuestos como porfiranos y agarosas que son indigeribles para las personas que carecen de P. plebius . ^{[ 2 ]} Rhodophyta , el filo de las algas rojas, tiene una pared celular compuesta de galactanos sulfatados . Los agaranos , un componente principal de la pared celular, están compuestos de β-D-galactosa 3-enlazaday α-L-galactosa 4-enlazada alternadas . ^{[ 5 ]} El porfirano es un agarano soluble en aguaque se encuentra en Porphyra . La estructura principal del porfirano está compuesta aproximadamente por un 30 % de β-D-galactosa unida en posición 3 y 3,6-anhidro-α-L-galactosa unida en posición 4. El 70 % restante está compuesto por α-L-galactopiranosa-6-sulfato unida en posición 4 o β-D-galactopiranosa unidaen posición 3. ^{[ 6 ]}

Se cree que P. plebeius adquirió un grupo de enzimas procesadoras de azúcares de Z. galactanivorans , una bacteria marina. ^{[ 3 ]} Los dos genes transferidos más importantes son Bp1689 ( GH16 β-porfiranasa ) y Bp1670 (GH16 agarasa ), ya que las enzimas que producen procesan los azúcares presentes en la molécula. ^{[ 3 ]} (Otros genes transferidos, como dos aragasas GH86 , una sulfatasa y varias partes reguladoras, también desempeñan un papel). ^{[ 2 ]} Específicamente, Bp1689 hidroliza el enlace (1→4) entre β-D-galactopiranosa y α-L-galactopiranosa-6-sulfato en el porfirano. Estructuralmente contiene un dominio barril TIM y dos dominios β-sándwich . ^{[ 2 ]}

Otros genes también se transfieren con Bp1689 y Bp1670. En total, se cree que se transfirieron 11 genes: no se encuentran en otras especies de Phocaeicola (según datos de 2010) y presentan una similitud de secuencia del 48 % al 69 % con respecto a los ortólogos en Z. galactanivorans . Además, los genes transferidos en ambas especies se localizan en órdenes similares a lo largo de su cromosoma (es decir, son sinténicos ). También hay genes relacionados con la transferencia horizontal de genes (THG) en estos 11. ^{[ 3 ]}

En 2012, se informó que Bacteroides thetaiotaomicron VPI-5482 posee un conjunto de genes relacionados en el mismo orden, aunque especializados en una tarea diferente: la degradación de α-manano, un azúcar fúngico. El descubrimiento de este grupo más intacto confirma aún más el papel de la transferencia horizontal de genes (HGT). ^{[ 2 ]}

Una nomenclatura diferente de estos genes utiliza la familia de genes en lugar de los números de secuencia cromosómica. En este esquema, Bp1689 es BpGH16B y Bp1670 es BpGH16A. ^{[ 2 ]}

Un estudio reciente en ratones demostró que la colonización intestinal por P. plebeius puede suprimir el cáncer de colon asociado a la colitis , especialmente cuando se combina con una dieta a base de algas. Los ratones colonizados con P. plebeius y alimentados con algas presentaron una inflamación reducida y tumores más pequeños y en menor cantidad. El estudio reveló que P. plebeius alteró la microbiota intestinal, aumentando la abundancia de bacterias con efectos antiinflamatorios. Esto se acompañó de una regulación negativa de citocinas y otros genes relacionados con la inmunidad, como las quimiocinas . Algunos genes, incluidos Spta1 , Malrd1 , Six2 y Ugy2b5 , se regularon positivamente, aunque su conexión con el desarrollo tumoral aún no está clara. Se desconoce el mecanismo por el cual P. plebeius afecta la expresión génica del huésped, pero podría implicar metabolitos microbianos . ^{[ 7 ]}

Otro mecanismo de supresión tumoral podría estar relacionado con la fucosa , un azúcar que aumenta durante el cáncer de colon y promueve el crecimiento tumoral. P. plebeius produce α-fucosidasa, una enzima que degrada la fucosa, reduciendo potencialmente su concentración en el intestino y limitando sus efectos promotores de tumores. ^{[ 7 ]}

• Cepa tipo de Bacteroides plebeius en Bac Dive - la base de datos de metadatos de diversidad bacteriana