Funciones representadas en comunidades microbianas de drenaje ácido de mina

Se tomaron muestras de drenaje ácido de mina de tres sitios (DBS, FK, YFS-P) dentro de la provincia de Guangdong, China. Todos los sitios se caracterizaron por valores muy bajos de pH y carbono orgánico y concentraciones altas de sulfato, hierro y metales pesados; sin embargo cada uno presentó ciertas características fisicoquímicas únicas. Se obtuvieron muestras de DNA total y RNA total para llevar a cabo análisis metagenómicos y metatranscriptómicos. Prácticamente todos los sitios presentaron dominancia de los géneros Acidithiobacillus y Leptospirillum, aunque las proporciones de número de secuencias de amplicones de 16S, genes codificantes y/o transcritos de cada taxa no fueron consistentes, lo cual revela que los organismos más abundantes no necesariamente son los más activos transcripcionalmente. Se encontraron 935 marcos de lectura abiertos con expresión significativamente diferencial. Las funciones más representadas en el sitio FK, el cual presentó el menor pH y la mayor temperatura, estuvieron relacionadas con modificaciones post-traduccionales, chaperonas, producción y conversión de energía y metabolismo de aminoácidos. Otros transcritos con expresión elevada fueron proteínas de síntesis de hopanoides (resistencia a pH bajo), transportadores de fosfatos, asimilación de nitrógeno en forma de amonio, citocromos, transposasas, bombas de eflujo de metales pesados y genes de defensa contra estrés oxidativo. Estudios detallados del transcriptoma de los dos taxa más abundantes revelaron las diferentes respuestas frente a las características ambientales específicas de cada sitio. Este trabajo aporta mucha información con respecto a las adaptaciones de organismos procariontes frente a pH bajo y concentraciones altas de metales pesados.

The COGs with significantly different expression levels in the four AMD communities. (a) Hierarchical clustering of the transcript COGs based on their relative abundances in each community. (b) The number and functional categories of COGs in each community with significantly higher or lower expression levels than those in the other three communities. COG categories: J: translation, ribosomal structure and biogenesis; A: RNA processing and modification; K: transcription; L: replication, recombination and repair; B: chromatin structure and dynamics; D: cell cycle control, cell division, chromosome partitioning; Y: nuclear structure; V: defense mechanisms; T: signal transduction mechanisms; M: cell wall/membrane/envelope biogenesis; N: cell motility; Z: cytoskeleton; W: extracellular structures; U: intracellular trafficking, secretion and vesicular transport; O: posttranslational modification, protein turnover, chaperones; C: energy production and conversion; G: carbohydrate transport and metabolism; E: amino-acid transport and metabolism; F: nucleotide transport and metabolism; H: coenzyme transport and metabolism; I: lipid transport and metabolism; P: inorganic ion transport and metabolism; and Q: secondary metabolites biosynthesis, transport and catabolism.

Chen, L. X., Hu, M., Huang, L. N., Hua, Z. S., Kuang, J. L., Li, S. J., & Shu, W. S. (2015). Comparative metagenomic and metatranscriptomic analyses of microbial communities in acid mine drainage. The ISME journal, 9(7), 1579-1592.