Pyrolobus fumarii

Pyrolobus fumarii (del latín "lóbulo de fuego de la chimenea" ^{[ 1 ]} ) es una especie de arquea conocida por vivir y reproducirse a temperaturas extremadamente altas que matan a la mayoría de los organismos. ^{[ 1 ] [ 2 ]} P. fumarii es conocida como una hipertermófila quimiolitoautótrofa obligada(no puede usar carbono de fuentes orgánicas). En términos sencillos, esta arquea crece mejor en temperaturas cálidas que van desde 80–115 °C (176–239 °F) . ^{[ 3 ] [ 4 ]} También usa moléculas preformadas como su fuente de energía en lugar de luz, inorgánico como donador de electrones y CO ₂ se usa como fuente de carbono. Fue descubierta por primera vez en una chimenea hidrotermal de humo negro en la Dorsal Mesoatlántica y descrita en 1996, ^{[ 5 ]} estableciendo el umbral de temperatura superior para la existencia de vida conocida en 113 °C (235 °F) con una temperatura óptima de 106 °C (223 °F) , ^{[ 1 ]} y puede sobrevivir a temperaturas aún más altas (una hora en un autoclave a 121 °C (250 °F) ). ^{[ 5 ]} Esta especie se "congela" o solidifica y deja de crecer a temperaturas de 90°C (194°F) o inferiores. ^{[ 3 ]}          

Pyrolobus fumarii es capaz de crecer y sobrevivir celularmente en un rango de temperatura entre 90–113 °C (194–235 °F) siendo su temperatura óptima alrededor de 106 °C (223 °F) . Solo se conocen unas pocas especies que sobreviven a esta temperatura. Requieren un rango de pH de alrededor de 4 - 6.5 que es relativamente más ácido que neutro para crecer. ^{[ 6 ]} Además, para un crecimiento y supervivencia óptimos del microbio, se necesita 1-4% de NaCl (10-40 g/L) para mantener la osmolaridad correcta de la célula. La alta presión no es una preocupación para el crecimiento, ya que se encontró metabolismo a 25 000 kPa (250 atm) durante 22 horas, ^{[ 2 ]} pero el lugar donde fue descubierto (3650 m de profundidad ^{[ 5 ]} ) sugiere que puede vivir a presiones aún más altas ( al menos 36 500 kPa (360 atm) ). Una distinción importante a hacer sobre esta arquea es que no crece en medios que contengan acetato , piruvato , glucosa, almidón y azufre elemental. El posible aceptor terminal de electrones es el nitrato NO ⁻ ₃ , (lo que significa que P. fumarii "respira" nitrato, como los humanos respiran oxígeno, y por lo tanto es un anaerobio ). El nitrato no es el aceptor terminal de electrones más deseado debido a que tiene un rendimiento de ATP mucho menor. Un estudio encontró que P. fumarii tenía la capacidad de crecer por reducción de tiosulfato , sin embargo, con NH        _{En presencia de 4} Cl, el crecimiento de la arquea resultó en un rendimiento cinco veces mayor. ^{[ 2 ]} ParaP. fumarii,la reducción desuccinil-CoA, que se utiliza en el proceso de generación de energía en la célula, no depende deNAD(p)Hsino que requiere metil viógeno reducido. Se teoriza que la termoestabilidad de P. fumarii se debe a la acumulación de solutos orgánicos inusuales. Se teoriza que uno de estos solutos juega un papel en el di-mio-inositol fosfato (DIP) ya que está asociado con la respuesta al estrés térmico. ^{[ 1 ]} Algunos estudios encontraron que una especie de arquea similar,P. furiosus,aumentó 20 veces cuando estuvo bajo un cambio de temperatura de95–101°C (203–214°F)con la presencia de DIP. ^{[ 4 ]}  

La estructura de P. fumarii contiene una capa S , comúnmente presente en cepas procariotas no cultivadas en laboratorio, que estimula un poro con una depresión en el centro. Las arqueas también contienen una membrana citoplasmática y un espacio periplásmico. Los principales lípidos centrales de esta cepa son el glicerol-dialquil-glicerol-tetraéter ( GDGT ) no ciclado y trazas de 2,3-di-o-fitanil-sn-glicerol ( diéter ). Se describen como cocos de forma irregularmente regular, lo que significa que son relativamente redondos y se agrupan individualmente, no en cadena. ^{[ 6 ]} En cuanto a su forma, P. fumarii tiene forma de coco , pero no forma una forma perfectamente redonda, sino más bien lobulada, con un diámetro entre 0,7 y 2,5  μm. ^{[ 7 ]}

Comprender la capacidad de P. fumarii para soportar altas temperaturas y las capacidades de su genoma para ser termoestable y tolerante al calor podría conducir a muchas aplicaciones farmacéuticas, agrícolas e industriales. Los productos que podrían utilizar un microorganismo termoestable incluyen enzimas para el procesamiento de productos agrícolas, aplicaciones de biorremediación , enzimas para productos industriales y de consumo, e incluso aplicaciones farmacéuticas donde se necesita un organismo altamente termoestable. ^{[ 3 ]} Al trabajar con este cultivo, se ha recomendado trabajar en condiciones por debajo de 85  °C, ya que no hay crecimiento de P. fumarii por debajo de esta temperatura. ^{[ 7 ]} Esto previene el crecimiento, pero no mata a las arqueas. Este conocimiento puede incorporarse a las prácticas de laboratorio al manipular la especie.

• Anderson, Iain; Goker, Markus; Nolan, Matt; Lucas, Susan; et  al. (2011). "Secuencia genómica completa de la cepa tipo (1A ^T ) del quimiolitoautótrofo hipertermófilo Pyrolobus fumarii" . Standards in Genomic Sciences . 4 (3): 381– 392. Bibcode : 2011SGenS...4..381A . doi : 10.4056/sigs.2014648 . PMC 3156397. PMID 21886865 .  
• Gonçalves, Luis; Lamosa, Pedro; Huber, Robert; Santos, Helena (20 de febrero de 2008). "El fosfato de dimioinositol y los nuevos azúcares UDP se acumulan en el hipertermófilo extremo Pyrolobus fumarii". Extremófilos . 12 (3): 383– 389. doi : 10.1007/s00792-008-0143-0 . PMID 18286223 . S2CID 19787942 .  

• Cepa tipo de Pyrolobus fumarii en Bac Dive - la base de datos de metadatos de diversidad bacteriana

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