Vampirococcus

Vampirococcus es un género de bacterias Gram negativas ovoidesdescrito informalmente, pero su filogenia exacta aún no se ha determinado. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Este procariota depredador fue descrito por primera vez en 1983 por Esteve et al. como un pequeño microbio anaeróbico de aproximadamente 0,6 μm de ancho antes de que Guerrero et al.le dieran el nombre de Vampirococcus en 1986. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Este procariota es un depredador obligado de agua dulce que se alimenta específicamente de varias especies de la bacteria fotosintética púrpura del azufre, Chromatium . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Como epibionte , Vampirococcus se adhiere a la superficie celular de su presa y "succiona" el citoplasma utilizando un puente citoplasmático especializado. ^{[ 2 ]} Se mencionan comúnmente como un ejemplo de epibiontes cuando se discuten las estrategias empleadas por los depredadores bacterianos . Este microbio aún no ha sido clasificado en función de la secuenciación genómica o del ARNr 16S porque no puede mantenerse el tiempo suficiente fuera de su entorno natural para aislar un cultivo puro. ^{[ 2 ]}

Vampirococcus es un género procariota depredador que vive en condiciones acuáticas anaeróbicas. Esta bacteria se distingue de otros procariotas depredadores porque se alimenta de sus presas mediante epibiosis (véase también epibionte ). ^{[ 3 ]} Las células de Vampirococcus son pequeñas y ovoides, con solo 0,6 μm de ancho. ^{[ 2 ]} Este pequeño tamaño es característico de los procariotas, ya que son más pequeños que las células eucariotas, y resulta beneficioso para las especies depredadoras, como se analiza en la sección Presa y depredación a continuación. ^{[ 1 ]} Además, Vampirococcus se alimenta específicamente de diversas especies del género bacteriano Chromatium , una bacteria púrpura del azufre de agua dulce. ^{[ 2 ]} Dado que Chromatium es un productor primario como fotótrofo , se ha sugerido que Vampirococcus podría considerarse un consumidor primario como depredador de bacterias fotosintéticas. ^{[ 2 ]}

Existe cierta controversia en la comunidad científica respecto a la motilidad de Vampirococcus . Muchos artículos han afirmado que este procariota depredador específico carece de cilios o flagelos, lo que lo hace inmóvil. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Sin embargo, trabajos científicos recientes han comenzado a describir a Vampirococcus específicamente con un único flagelo polar que le permite interactuar con posibles presas en su entorno. ^{[ 5 ]} Otros artículos recientes se han referido a Vampirococcus como parte de un grupo de organismos similares conocidos como BALOs ( Bdellovibrio y organismos similares), que se caracterizan por ser microbios depredadores muy móviles. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Es difícil encontrar investigaciones recientes específicas sobre Vampirococcus que profundicen en este tema, por lo que la motilidad de este organismo debe abordarse con cautela hasta que nuevas investigaciones aclaren el asunto.

Hasta el momento, el genoma de Vampirococcus no ha sido secuenciado, y la filogenia y taxonomía del microbio no han sido determinadas. A pesar de esto, Vampirococcus ha sido incluido en un grupo de microbios conocidos como BALO, u Organismos similares a Bdellovibrio . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Estos organismos son Gram-negativos, depredadores obligados que exhiben depredación epibiótica o depredación periplásmica intracelular. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Aunque estos microbios son similares en función, agruparlos no indica ninguna relación filogenética o evolutiva cercana. Solo una pequeña porción de los microbios incluidos en BALO ha sido secuenciada genéticamente. Porque Vampirococcus es difícil de cultivar y mantener en un laboratorio fuera de su entorno natural. ^{[ 2 ] [ 10 ] [ 11 ]} Sin un cultivo puro y aislado de este organismo, no se puede obtener más información sobre su genoma, genes, relaciones evolutivas con otros microbios, funciones celulares y comportamiento.

Actualmente, Vampirococcus solo se ha encontrado en dos lagos de agua dulce del noreste de España: el lago Estanya y el lago Cisó . ^{[ 2 ]} Estos lagos se formaron en zonas kársticas donde las rocas subterráneas se disolvieron por la acción del agua subterránea. Las altas concentraciones de sulfato de calcio y sulfuro de hidrógeno hacen que los lagos sean anóxicos, proporcionando un ambiente anaeróbico que sustenta tanto a Vampirococcus como a su presa, Chromatium. ^{[ 2 ]} Las concentraciones celulares de Vampirococcus son más altas durante los meses de otoño y son inversamente proporcionales a las concentraciones celulares de Chromatium , lo que indica la depredación de Vampirococcus . ^{[ 2 ]}

Los microbios depredadores atacan y se alimentan de sus presas mediante métodos extracelulares o intracelulares. Dado que los procariotas depredadores son más pequeños que sus presas, no pueden engullir ni fagocitar las bacterias más grandes. Esta diferencia de capacidad y tamaño puede haber dado lugar a la evolución de diferentes métodos de depredación. ^{[ 6 ]} Vampirococcus utiliza la depredación epibiótica para alimentarse específicamente de diversas especies de Chromatium . ^{[ 2 ] [ 12 ]} La epibiosis es un método de depredación extracelular y requiere contacto célula a célula entre el depredador y la presa. ^{[ 10 ]} Esta es la única forma en que este depredador adquiere nutrientes para crecer. Los pasos de la depredación de Vampirococcus son los siguientes:

1. Cuando la célula depredadora encuentra a su presa —mediante quimiotaxis o detección de quórum— se adhiere a la membrana celular de la presa a través de una estructura de puente citoplasmático. ^{[ 12 ]} Al principio, esta adhesión es reversible, pero pronto se vuelve permanente. ^{[ 6 ]}
2. Luego, Vampirococcus secreta enzimas hidrolíticas en la bacteria Chromatium para digerir y degradar el citoplasma. ^{[ 12 ]}
3. Los nutrientes se transportan directamente a la célula depredadora. Según las observaciones, Vampirococcus parece "succionar" el contenido como un vampiro. ^{[ 2 ]}
4. Una vez que el procariota ha utilizado todos los nutrientes de la presa y se ha reproducido, Vampirococcus deja muerta la célula de Chromatium . Todo lo que queda de la presa son la membrana celular y algunos componentes intercelulares. ^{[ 2 ] [ 12 ]}

Como se indicó anteriormente, Vampirococcus se alimenta exclusivamente de especies de Chromatium , una bacteria púrpura de azufre fototrófica que vive en agua dulce. ^{[ 2 ]} Como bacteria, Chromatium es mucho más grande que Vampirococcus . La ventaja de alimentarse de microbios más grandes es la gran abundancia de nutrientes y recursos que obtiene de un solo individuo. ^{[ 1 ]} En 1986, Guerrero et al. observaron que un solo Chromatium podía sustentar hasta seis Vampirococcus simultáneamente. ^{[ 2 ]} En contraste, los depredadores más grandes que sus presas deben fagocitar múltiples microbios para obtener suficiente nutrición. ^{[ 1 ]}

Vampirococcus puede existir libremente en su entorno acuático sin estar unido a otro microbio. ^{[ 2 ]} Sin embargo, este procariota solo se reproduce cuando está unido a una bacteria presa, lo que lo convierte en un depredador obligado. La reproducción ocurre por fisión binaria para producir dos células hijas. ^{[ 2 ] [ 11 ]} Vampirococcus no utiliza la maquinaria celular de Chromatium para reproducirse como un virus. Solo utiliza la bacteria como fuente de nutrición, y la unión es simplemente un requisito para la reproducción. ^{[ 9 ]}

En 2005 se llevó a cabo una investigación para evaluar si los procariotas depredadores podían utilizarse de otras maneras para degradar biopelículas y células tumorales cancerosas. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Se ha sugerido que si los microbios depredadores atacan y matan a un determinado tipo de microbio, podrían exhibir el mismo comportamiento hacia una célula con características similares a las de su presa habitual. Ciertos BALO ya se están considerando para estas tareas específicas, en particular Bdellovibrio bacteriovorus . ^{[ 13 ] [ 14 ]} Una vez que Vampirococcus se investigue y comprenda más a fondo, también podría utilizarse potencialmente para tratar el cáncer o las biopelículas.