Bacterias seleccionadas para consumir lignina
La lignina es uno de los componentes principales de las biomasa de las plantas y se estima que de hecho es el segundo biopolímero más abundante en la naturaleza. A pesar de ser un compuesto fenólico, puede ser degradada vía enzimática por hongos y bacterias, además de servir como fuente de carbono. Hoy en día, existen varias aplicaciones para los monómeros de la lignina y constantemente se buscan nuevas enzimas que puedan procesarla. En este trabajo, Isis Viana Mendes y compañía seleccionaron comunidades de microorganismos que fueran capaces de utilizar la lignina como fuente de carbono. Obtuvieron las comunidades originales a partir de fuentes comerciales y caseras, además de probar varias temperaturas y sustratos ricos en lignina.
Llevaron a cabo seis pases seriados cada dos semanas, tomando una muestra durante cada pase que fué sometida a extracción de DNA total y a la amplificación de la región V3-V4 del gen de rRNA 16S. Encontraron que la diversidad microbiana disminuía tras cada pase en cultivo fresco, lo cual confirmó que se estaban seleccionando algunos miembros de la comunidad, además se encontró una mayor diversidad en las muestras de composta casera. Tras los cuatro meses de muestreo, encontraron que las familias bacterianas dominantes fueron Planococcaceae, Paenibacillaceae y Bacillaceae. Al analizar los géneros más abundantes (frecuencia relativa mayor al 1%) encontraron que al comparar los consorcios resultantes del experimento de la fuente comercial, solo hubo un género en común en las cuatro condiciones: un género sin clasificar de la familia Burkholderiaceae. Por el otro lado, al comparar los consorcios de la fuente casera, no hubo géneros compartidos por todas las condiciones. Algunos de los géneros abundantes identificados fueron Bacillus, Lysinibacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Sphingobium y Altererythobacter.
Posteriormente, los autores llevaron a cabo un análisis de diversidad beta en el cual quisieron evaluar como el tipo de lignina, la temperatura y la fuente de la comunidad afectaron la estructura de las comunidades a diferentes tiempos. Fue así como descubrieron que el tipo de lignina usada como fuente de carbono tuvo un mayor impacto en la estructuración de las comunidades a nivel de género que las variaciones en la temperatura. Esto es importante, ya que la temperatura es uno de los factores principales que afecta el crecimiento de los microorganismos y debe ser controlado en los biorreactores usados en la industria. Los pases seriados y el tipo de suelo inicial tuvieron un poder explicativo más bien bajo para diferenciar estas comunidades. El cálculo de vectores basados en correlación permitió observar que los géneros de bacteria Lysinibacillus, Bacillus, Varilibacter e Isoptericola fueron los que definieron las mayores diferencias entre las comunidades.
Este trabajo nos muestra un ejemplo más de como los experimentos de ecología/evolución sintética nos permiten conocer los organismos con un papel clave en ciertos ambientes. Un resultado que hubiera aumentado el valor de este trabajo podría ser la actividad de catálisis de lignina en cada una de las muestras, ya que esto podría estar relacionado con los dos perfiles distintos de comunidades asimiladoras de lignina que se encontraron.
Mendes, I. V., Garcia, M. B., Bitencourt, A. C. A., Santana, R. H., Lins, P. D. C., Silveira, R., … & Quirino, B. F. (2021). Bacterial diversity dynamics in microbial consortia selected for lignin utilization. PloS one, 16(9), e0255083.
