Atribacteria en el subsuelo marino abisal del Atlántico
El subsuelo de la zona abisal es uno de los ecosistemas más grandes de la Tierra, donde los microorganismos deben sobrevivir en condiciones limitadas de energía durante períodos de tiempo muy grandes. Sin embargo, no se conoce con seguridad cómo funciona el metabolismo microbiano bajo estas condiciones tan extremas. En este trabajo se tomaron muestras a profundidades de 0.1-30 mbsf (del inglés meters below sea floor) en el subsuelo marino del Atlántico, donde la sedimentación es de 3m por millón de años y las condiciones son anóxicas. De estas muestras se realizaron y analizaron secuenciación por 16S, metagenomas y metatranscriptomas.
El número de copias del gen 16S rRNA va disminuyendo conforme a la profundidad, alcanzando un valor de 9.9×104 copias a los 17 mbsf. En 0.1-0.4 mbsf se reportan Actinobacteria, Planctomycetes, Deltaproteobacteria y Gammaproteobacteria como las más dominantes pero después de los 0.5 mbsf la abundancia relativa de Candidatus Atribacteria cambia de menos del 5% a más del 40%. Este grupo está compuesto por tres OTUs, de los cuáles uno representa al 40% del total. Un patrón similar pero en menor grados sucede con Chloroflexi y con Deltaproteobacteria, aunque esta última disminuye más que los otros taxa. El patrón que sigue Deltaproteobacteria coincide con el del gen dsrB, que codifica para la subunidad de la enzima sulfato reductasa, sugiriendo que son esta clase de bacterias las principales reductoras de sulfato en este ambiente. Esto, a su vez, concuerda con las concentraciones de sulfato presentes en el ambiente.
El análisis de los metatranscriptomas muestra que los ORFs asociados a Ca. Atribacter aumentan exponencialmente en la región de 3.5-10 mbsf, la cual coincide con la región donde hay un mayor número de copias del gen 16S rRNA de Ca. Atribacteria. Dentro de estos genes se encuentran genes relacionados con citocinesis y división celular, tales como FtsAEKQWZ, MreBC y RodA, por lo que se puede inferir que Ca. Atribacter se reproduce en esta zona del subsuelo. Es importante mencionar que los genomas que se conocen hasta el momento de Ca. Atribacter cuentan con una sola copia del gen 16S rRNA.
En cuanto al perfil metabólico en este ambiente, los autores reportan un aparente metabolismo acetogénico basado en azúcares. Hay presentes un gran número de transportadores de azúcar, pudiendo deberse al uso de masa necrótica proveniente de otros taxa. También se encontraron tanto en los metagenomas como en los metatranscriptomas todas las enzimas para la ruta Wood-Ljungdahl que regenera NAD+ y ferredoxina y podría estar acoplado con el complejo Rnf de membrana que requiere NAD+ o ferredoxina para producir ATP. Los genes y proteínas de este complejo también se encontraron en los resultados de este trabajo. Otra ruta metabólica que parece estar presente es la fermentación secundaria de productos como aldehídos en microcompartimentos bacterianos, lo que les permitiría obtener energía adicional.
Finalmente, se plantea que taxa dominantes no necesariamente requieren reproducirse rápidamente para imponerse sobre el resto, sino que pueden incrementar su abundancia presentando menores tasas de mortalidad que sus competidores a lo largo de periodos de tiempo muy grandes. Todos estos resultados apoyan la idea de que una actividad metabólica reducida puede ser una ventaja en ambientes deprivados de energía, como el subsuelo abisal marino.
Referencia: Vuillemin, A., Vargas, S., Coskun, Ö., Pockalny, R., Murray, R., Smith, D., D’Hondt, S., Orsi, W. (2020) Atribacteria Reproducing over Millions of Years in the Atlantic Abyssal Subseafloor. Ecological and Evolutionary Science. 11, 5.
