Las vías de absorción de hierro más importantes en el medio marino
El hierro es un micronutriente poco disponible en el ambiente pelágico, ya que la mayor parte de este elemento en el agua de mar está fuertemente unido por ligandos orgánicos o secuestrado por óxidos minerales. Es por ello que se han realizado diferentes investigaciones acerca de las capacidades de adquisición de hierrro de las bacterias marinas.
Se sabe que muchas bacterias son capaces de absorber complejos ferri-siderófros y que el hierro férrico se transporta a través de la membrana citoplasmática por medio de transportadores de tipo ABC. Por ser una familia de transportadores extremadamente diversa, en este trabajo los investigadores se dieron a la tarea de buscar proteínas homólogas de los transportadores de hierro conocidos, genes de biosíntesis de sideróforos en genomas y metagenomas bacterianos marinos y de vida libre. Es así que identificaron las estrategias de absorción de hierro más útiles para cada grupo de organismos.
Brevemente, buscaron las proteínas homólogas de todos los componentes de los transportadores de tipo ABC, los transportadores de hierro ferroso, los transportadores dependientes de TonB (TBDT) y proteínas de biosíntesis de sideróforos en genomas marinos. Después, clasificaron los resultados existosos de los transportadores TBDT según su enriquecimiento de coincidencias con los transportadores conocidos y de acuerdo a los genes adyacentes. Los genes de biosíntesis se analizaron según su presencia o ausencia. Finalmente, se hicieron correlaciones entre las frecuencias de los elementos de transporte de hierro en los genomas y metagenomas considerando el sitio de muestreo y variables ambientales. Un análisis similar se realizó para metagenomas marinos.
Lo que Hopkinson y su equipo encontraron fue:
– Los transportadores ABC para el ión férrico son los transportadores más comunes en los genomas y los metagenomas.
– La mayoría de los procariota son capaces de acceder al ión ferroso por múltiples vías, que es un estado del hierro con aún menor biodisponibilidad.
– Las proteínas TBDT y los genes de biosíntesis de sideróforos fueron observados con menor frecuencia de lo esperado, pero son más abundantes en bacterias y metagenomas marinos que en otras que habitan en un nicho distinto.
– Se encontraron transportadores de hidroxamato y hemo en casi la mitad de los procariotas, transportadores de catecolato en aproximadamente un tercio de los genomas.
– Aunque su abundancia era moderada, se identificaron más genes NRPS que de NIS en genomas marinos, sugiriendo posibilidad de biosíntesis de sideróforos para algunos organismos.
– Se identificó una fuerte correlación entre la presencia de TBDT de hidroxamato, catecolato y hemo en genomas procariotas marinos y se encontró una relación similar entre TBDT de hidroxamato y catecolato en los metagenomas.
Referencia:
Hopkinson, B. M., & Barbeau, K. A. (2012). Iron transporters in marine prokaryotic genomes and metagenomes. Environmental microbiology, 14(1), 114-128.
