Un consorcio de bacterias quimiolitoautótrofas termófilas sugiere una relación mutua entre bacterias en ambientes oligotróficos extremos

Biología de las comunicaciones volumen 6, número de artículo: 230 (2023) Citar este artículo

4093 Accesos

28 altmétrica

Detalles de métricas

Se investiga un consorcio microbiano termófilo, quimiolitoautótrofo y aeróbico (denominado carbonitroflex) que crece en un medio pobre en nutrientes y una atmósfera que contiene N2, O2, CO2 y CO como modelo para ampliar nuestra comprensión de los sistemas biológicos extremos. Aquí mostramos que el consorcio está dominado por Carbonactinospora thermoautotrophica (cepa StC), seguida por Sphaerobacter thermophilus, Chelatococcus spp. y Geobacillus spp. El análisis metagenómico del consorcio revela una relación mutua entre las bacterias, y C. thermoautotrophica StC exhibe carboxidotrofia y capacidad de almacenamiento de dióxido de carbono. C. thermoautotrophica StC, Chelatococcus spp. y S. thermophilus albergan genes que codifican CO deshidrogenasa y formiato oxidasa. No se obtuvieron cultivos puros en las condiciones de crecimiento originales, lo que indica que podría ser necesario un metabolismo interactivo estrictamente regulado para la supervivencia y el crecimiento del grupo en este sistema oligotrófico extremo. Se propone la hipótesis del sostén de la familia para explicar el modelo de flujo metabólico y resaltar el papel vital de C. thermoautotrophica StC (la única especie clave y principal productora de carbono) en la supervivencia de todos los miembros del consorcio. Nuestros datos pueden contribuir a la investigación de interacciones complejas en entornos extremos, ejemplificando las interconexiones y la dependencia dentro de las comunidades microbianas.

Todos los ciclos biogeoquímicos implican biosíntesis microbiana, y los microbios pueden promover sustancialmente el secuestro de dióxido de carbono y la fijación de nitrógeno1,2,3, que son objetivos sociales esenciales4. Sin embargo, los mecanismos asociados con la formación de biomasa, que involucra sus complejos microbiomas, interacciones y funciones intrincadas, no se han dilucidado por completo; y comprender estos mecanismos sigue siendo un desafío importante5,6,7.

Los consorcios microbianos oligotróficos basados en ecosistemas pueden servir como modelos para la investigación de procesos biotecnológicos complejos y así ampliar nuestra comprensión de los sistemas biológicos. Los microorganismos cooperan entre sí para hacer frente a diversas condiciones, como la disponibilidad limitada de nutrientes y/o el estrés8; sin embargo, las condiciones ambientales extremas pueden dar lugar a interacciones altamente interdependientes en consorcios microbianos. Los procesos biogeoquímicos clave que subyacen a la vida en estos sistemas también pueden estar compartimentados. Una mejor comprensión de esta interdependencia y de los modos de interacción que impulsan las interacciones de la comunidad microbiana9 puede conducir al descubrimiento de nuevas vías o genes10. Esta comprensión puede eventualmente conducir a nuevas aplicaciones biotecnológicas11,12 mediante la optimización y la ingeniería de consorcios microbianos para producir biomoléculas, biocombustibles y secuestro de carbono3,13,14, y mediante el uso de los principios de la ecología microbiana15. Estos avances pueden contribuir a la mitigación de cuestiones cruciales, como el cambio climático y el crecimiento demográfico11,16,17.

Los extremófilos como los carboxidotrofos pueden evolucionar rápidamente para adaptarse a los cambios dinámicos que pueden ocurrir en condiciones extremas, lo que los convierte en buenas fuentes de nuevos bioproductos18. Los estudios de consorcios oligotróficos que se desarrollan en condiciones extremas son ideales para dilucidar la química orgánica de la vida (temprana) en la Tierra u otros planetas/lunas del sistema solar19,20.

En este estudio, se enriqueció con éxito un consorcio de bacterias termófilas y oligotróficas a partir del suelo; Investigamos la composición microbiana del crecimiento bacteriano, para determinar si las condiciones selectivas extremas dieron forma al consorcio bacteriano enriquecido y dilucidar las colaboraciones entre los miembros del consorcio para adaptarse a las duras condiciones. El consorcio, denominado carbonitroflex (CNF), se enriqueció a partir de una muestra de suelo con un historial decenal de quema repetida de pasto (exposición prolongada a altas temperaturas y CO2 de los incendios).

Utilizamos un enfoque polifásico para caracterizar el consorcio microbiano. El análisis metagenómico del consorcio facilitó la construcción de un modelo que explicaba las interacciones y relaciones mutuas entre bacterias para asegurar su supervivencia en condiciones ambientales restrictivas. El modelo metabólico propuesto podría identificar al productor primario (sostén de familia) y otros grupos (colaboradores y tramposos) en esta red.

El consorcio de bacterias termófilas CNF se obtuvo a 55 °C del suelo recogido debajo de un montón de hierba quemada, que tenía una composición química diferente a la de una muestra de suelo recogida en un bosque cercano. El suelo del lugar de la quema tenía contenidos de P y K, pH y una relación C:N notablemente más altos (Figura complementaria 1C). El consorcio pudo crecer y formar películas blancas flotantes en un medio mineral sin una fuente de carbono orgánico ni nitrógeno, y no se observó crecimiento en ninguno de los controles negativos aplicados. Las películas blancas flotantes iniciales se observaron 15 días después del inicio de los intentos de aislamiento, en solo una de las muestras de suelo inoculadas (Fig. 1a). Luego, este primer cultivo se incubó durante 15 días más. El crecimiento resultante apareció como películas menos concentradas de aglomerados de células flotantes en ambos medios, N-FIX sólido suplementado con clinoptilolita (Fig. 1b) y medio líquido N-FIX (Fig. 1c). Luego, este cultivo se transfirió cada 14 días a viales por triplicado (cada vez) durante >3 años. Los aglomerados celulares (películas blancas flotantes) se observaron consistentemente después de 3 a 21 días en todas las réplicas durante más de 3 años, con microscopía electrónica. Se observaron bacterias filamentosas que contienen esporas intracelulares asociadas con un número menor de cocos y bacilos unicelulares. Estos microbios parecían estar estrechamente unidos entre sí (Fig. 1d), con bacterias baciliformes adheridas debajo de las células filamentosas. También se observaron varias estructuras similares a esporas unidas directamente a los filamentos de las células bacterianas (Fig. 1e). Las imágenes obtenidas mediante SEM revelaron la presencia de un revestimiento celular, que posiblemente era un puente de material desconocido que unía las células (Fig. 1f). Sorprendentemente, también se observaron microcompartimentos bacterianos (BMC) / estructuras similares a carboxisomas altamente simétricos en el citoplasma celular (Fig. 2). Curiosamente, se observaron grupos de formas regulares en el citoplasma celular. Estos grupos en forma de diamante aparecieron en varias imágenes y en diferentes tamaños (probablemente debido al corte del bloque a diferentes alturas). Los datos genómicos indicaron (ver más abajo) que podrían ser estructuras similares a los carboxisomas, que son microcompartimentos bacterianos que concentran enzimas fijadoras de carbono y desempeñan un papel esencial en el proceso de fijación de carbono21.

Crecimiento inicial a partir de muestras de suelo. a Colonias que crecen en medio mineral suplementado con NH4Cl; b crecimiento en medio N-FIX suplementado con clinoptilolita; c crecimiento en medio N-FIX lleno de aire sintético, CO y CO2; d microfotografía electrónica confocal de carbonitroflex cultivado en medio N-FIX sin fuentes de fijación de nitrógeno (aumento 11,210 ×) que muestra bacterias no filamentosas (flecha amarilla) depositadas sobre crecimiento filamentoso actinobacteriano (flecha roja); e microfotografía electrónica de barrido que muestra los detalles de la estructura similar a una espora (flechas rojas) (aumento 51.000×); yf microfotografía electrónica de transmisión (aumento 71.000×) que muestra las vacuolas (flechas azules), la membrana bien delimitada y la pared celular (flecha roja).

a Las flechas rojas indican estructuras similares a carboxisomas en el citoplasma celular de Carbonactinospora thermoautotrophica StC; ba vista cercana de una estructura similar a un carboxisoma; y c La imagen de Transformada Rápida de Fourier (FFT) de la estructura tipo carboxisoma, que es una representación matemática de las frecuencias espaciales de la imagen25, que muestra que la estructura tipo carboxisoma StC tiene una organización periódica con una estructura bien ordenada y altamente simétrica. patrón.

La estabilidad constante del consorcio se evaluó utilizando perfiles de comunidad DGGE y códigos de barras del gen de ARN ribosómico 16 S, durante un período de aproximadamente 3 años de cultivo (44 transferencias) a intervalos variables de meses. Durante este periodo, se extrajo el ADN del consorcio en distintos momentos (después de 5, 12, 16, 36 y 44 transferencias), y se realizaron secuenciaciones DGGE e Illumina para comparar el perfil de la comunidad bacteriana, a partir del gen ribosómico. rrs. Los resultados sugirieron que a pesar de pequeñas fluctuaciones y cambios en las intensidades de las bandas (incluso después de la normalización) y la composición bacteriana, el núcleo bacteriano del consorcio permaneció estable (Figuras complementarias 2A, B).

Después de 3 años, >99,5% de las 1.032.456 lecturas metagenómicas obtenidas de CNF fueron asignadas taxonómicamente. Los resultados indicaron que el consorcio estaba compuesto por 4 especies bacterianas (Fig. 3). No hubo evidencia de la presencia de otros procariotas u hongos. Las lecturas más abundantes (aproximadamente 80%) observadas en el metagenoma del consorcio pertenecían a un Actinobacterium que se identificó como estrechamente relacionado con Carbonactinospora thermoautotrophica22, seguido de un Chloroflexum relacionado con Sphaerobacter spp. (9% de las lecturas), un Proteobacterium (8% de las lecturas) relacionado con Chelatococcus spp., y un Firmicute (2% de las lecturas) relacionado con Geobacillus spp. (Figura 3a). La filogenia del gen rrs extraído de Barrnap se muestra en la Fig. 3b. En particular, dos contigs diferentes se alinearon con secuencias de C. thermoautotrophica, lo que indica que esta cepa (C. thermoautotrophica St_consortium [StC]) albergaba dos genes rrs taxonómicamente independientes (StCopy1 y StCopy2). Se observó un alto grado de diferencia (>6%) entre los genes rrs de C. thermoautotrophica StC.

a composición taxonómica yb análisis filogenético molecular del consorcio carbonitroflex basado en el gen rrs (16 S); Se utilizaron el método de máxima verosimilitud y el modelo de distancia Tamura-Nei57 para inferir la historia evolutiva. Se muestra el árbol con la máxima probabilidad logarítmica. El porcentaje de árboles de arranque en los que los taxones asociados se agruparon de esta manera se muestra junto a las ramas. Las copias rrs filtradas de MAG están resaltadas con forma de diamante. Los árboles iniciales para la búsqueda heurística se obtuvieron automáticamente aplicando los algoritmos de unión de vecinos y BioNJ a una matriz de distancias estimadas por pares, utilizando el enfoque de máxima verosimilitud compuesta y seleccionando la topología con el valor máximo de verosimilitud logarítmica. El árbol está dibujado a escala, con longitudes de ramas proporcionales a la distancia Tamura-Nei. El análisis incluyó 32 secuencias de nucleótidos. Se eliminaron todas las posiciones que contenían lagunas y datos faltantes. Los análisis evolutivos se realizaron utilizando MEGA756.

La Tabla 1 muestra el resultado de CheckM, que indica el grado de integridad de los MAG utilizados en los análisis de complementación. Todos los MAG demostraron > 95% de integridad. Se utilizó un límite del 1%, lo que indica que cualquier lectura perteneciente a cualquier otra especie fue <1% del total de lecturas. Este hallazgo fue respaldado por el revestimiento, donde no se observó crecimiento. Utilizando los software BRIG y DNAPlotter y el programa BLASTN, los contigs pertenecientes a cada miembro del consorcio se representaron en forma circular y se asignaron al WGS de referencia (UBT1 y H1 para C. thermoautotrophica, DSM207045 para Sphaerobacter spp., DSM18167 para Chelatococcus spp. y DSM13240 para Geobacillus spp.) (Fig. 4a-c). También se mapearon lecturas metagenómicas (Fig. 3d) para Geobacillus sp. previamente aislado y secuenciado. Genoma LEMMY0123 (Fig. 4d).

un Actinomiceto aislado del consorcio carbonitroflex (Carbonactinospora thermoautotrophica St_consortium) y las cepas UBT1 y H1; b Chelatococcus spp. cepa del consorcio y la cepa de referencia DMS18167; c Sphaerobacter thermophilus del consorcio y la cepa de referencia DSM20745; yd Geobacillus spp. cepa LEMMY01 y la cepa de referencia DSM13240. Los colores más intensos representan identidades BLASTN superiores; El contenido de GC se indica en los círculos interiores.

Se utilizaron diferentes medios de cultivo sólidos y la técnica de agotamiento de bucles para aislar a los diferentes miembros del consorcio CNF. A pesar de ser una minoría (2% de las lecturas) en el consorcio, Geobacillus spp. fue el único miembro del consorcio que pudo aislarse porque podía cultivarse fácilmente en medio R2A. Sin embargo, no se obtuvo crecimiento de este cultivo puro en N-FIX. Su genoma fue previamente secuenciado por la ref. 23.

Las enzimas responsables de la respiración aeróbica del H2 y CO molecular solo estaban codificadas en tres miembros del consorcio: C. thermoautotrophica, Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp. C. thermoautotrophica poseía hidrogenasas pertenecientes a los grupos 1 y 2a, mientras que Sphaerobacter spp. poseían los pertenecientes al grupo 1. Más concretamente, C. thermoautotrophica y Sphaerobacter spp. Los MAG albergaban genes que codificaban las h [NiFe] -hidrogenasas del grupo 1 (hhyL y hhyS) (Fig. 5, Datos complementarios 2), así como las deshidrogenasas de monóxido de carbono tipo I [MoCu] (coxL, coxS y coxM); además, a pesar de la ausencia de hidrogenosas, Chelatococcus spp. También albergaba genes que codificaban enzimas necesarias para la respiración de CO. Además, no se detectaron genes de fijación de CO2 en Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp.

Los marcadores metabólicos de los ciclos de carbono, nitrógeno, azufre, oxígeno e hidrógeno se identificaron mediante la búsqueda HMM utilizando la herramienta metabolisHMM. Los marcadores metabólicos con * representan genes con alta homología. (Ver también Datos complementarios 2).

C. thermoautotrophica alberga genes que permiten obtener energía a partir de la oxidación de CO y/o H2. Esta bacteria puede crecer aeróbicamente, con H2 o CO como única fuente de energía y electrones24; Utiliza la energía derivada de la oxidación de CO y/o H2 para respaldar tanto la respiración aeróbica como la fijación de carbono a través del ciclo de la broca. Siendo el único miembro que contiene genes que apoyan la fijación de CO2, C. thermoautotrophica StC parecía ser responsable de la fijación de carbono, ya que albergaba la enzima ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa de tipo IE (RuBisCO), un miembro de la enzima Calvin-Benson-Bassham. (CBB) ciclo. Su cubierta y enzimas accesorias también se encontraron en el genoma de StC, como CcmL, anotada como una proteína del mecanismo de concentración de dióxido de carbono. De hecho, se observaron estructuras de microcompartimentos bacterianos (similares a BMC) relacionados con carboxisomas mediante microscopía electrónica de transmisión (Fig. 2a, b). La Transformada Rápida de Fourier, que es una representación matemática de las frecuencias espaciales de la imagen25, mostró que los carboxisomas StC tienen una organización periódica con un patrón bien ordenado. La distancia entre cada disposición es de entre 7 y 8 nm (Fig. 2c).

Con respecto al ciclo del nitrógeno, la base de datos KEGG Pathway y el software MEGAN5 mostraron que ninguna de las lecturas obtenidas de los metagenomas estaba relacionada con genes que codifican la nitrogenasa previamente caracterizados, como nifD (cadena alfa de la proteína de hierro-molibdeno de la nitrógenoasa [EC:1.18.6.1] ), nifH (proteína nitrógeno-hierro) y nifK (cadena beta de la proteína nitrógeno-molibdeno-hierro [EC:1.18.6.1])26. Además, la amplificación por PCR utilizando cebadores nifH degenerados proporcionó resultados negativos en el ADN metagenómico, aunque se obtuvieron resultados positivos para H. seropedicae (control positivo).

C. thermoautotrophica StC albergaba los genes nirBD que codifican la nitrito reductasa en bacterias; mientras tanto, Sphaerobacter spp. MAG albergaba genes desnitrificantes relacionados con la reducción de N2O (gen nos que codifica una N2O reductasa multicobre asociada con la reducción de N2O a N2) y la desnitrificación (gen nirK que codifica una nitrito reductasa periplásmica que contiene cobre implicada en la reducción de NO2− a NO).

Se realizaron ensayos marcados con nitrógeno para determinar si el crecimiento del consorcio CNF era independiente del nitrógeno combinado exógeno. El uso de un trazador isotópico 15N2 no mostró ningún enriquecimiento de 15N en el consorcio CNF. Sólo el control positivo (H. seropedicae) incorporó 15N2 a la biomasa en las condiciones de prueba. No se observó crecimiento de E. coli ni inoculación (controles negativos) en el medio libre de nitrógeno (Tabla 2).

La versatilidad metabólica combinada de las vías de carbono, nitrógeno y azufre y los genes asociados con el metabolismo del oxígeno y el hidrógeno presentes en el consorcio CNF clasificado utilizando MAG se muestra en la Fig. 5 (consulte también los Datos complementarios 2). En general, la fijación de carbono puede ser realizada por C. thermoautotrophica StC, que alberga genes que codifican las enzimas RuBisCO, además de coxL, coxM y coxL que codifican CO deshidrogenasa y formiato oxidasa; Además, posee fdhA, fdhB y fdhC que codifican formiato deshidrogenasas, que parecen estar involucradas en las funciones catalíticas de la CO deshidrogenasa y la formiato oxidasa. Además, como se señaló anteriormente, C. thermoautotrophica StC poseía los grupos 1 y 2a [NiFe] -hidrogenasas. La funcionalidad en este caso se infirió basándose en la homología; por lo tanto, estas asignaciones funcionales deben confirmarse en estudios futuros.

De acuerdo con los datos de la PCR, no se pudo determinar la presencia de vías de fijación de nitrógeno. Sorprendentemente, la función relacionada con el ciclo del nitrógeno en el consorcio CNF comprendió la desnitrificación en Sphaerobacter spp. MAG usando N2O reductasa (codificada por nosZ y nosD) y nitrito reductasa (codificada por nirK y nirD) y en C. thermoautotrophica StC MAG usando las enzimas codificadas por nirB y nirD (responsables de la reducción de nitrito a NH4 a través de una vía de asimilación) . Estos datos sugieren que el NO2 produce nitrógeno, posiblemente en forma de NH4 mediante la reducción de nitrito, que luego se incorpora al glutamato. No se predijo la presencia de proteínas implicadas en la nitrificación en los MAG de ningún miembro del consorcio. En los MAG de Sphaerobacter spp. se predijeron marcos de lectura abiertos parciales y/o completos para todas las proteínas ortólogas importantes involucradas en la desnitrificación. y Chelatococcus spp. Sin embargo, en ambos metagenomas faltaban genes codificadores de proteínas cruciales necesarios para la reducción final de NO a N2, lo que resultó en un mapeo incompleto de la desnitrificación.

En la Fig. 6 se presenta una posible explicación para las diferentes vías metabólicas que impulsan las interacciones del consorcio. Sugerimos que C. thermoautotrophica StC es el actor principal involucrado en el mantenimiento del CNF viable en condiciones termófilas y oligotróficas extremas. Por lo tanto, se propuso un acuerdo denominado hipótesis del sostén de la familia para explicar la relación entre los miembros de este consorcio modelo. El concepto se analiza a continuación.

La principal energía y captura de carbono son proporcionadas por Carbonactinospora thermoautotrophica StC (el sostén de la familia y único miembro capaz de fijar carbono), mientras que el carbono fijo integrado en el consorcio es utilizado por Sphaerobacter thermophilus, Chelatococcus spp. y Geobacillus spp.

La larga historia de quema repetitiva de material vegetal con pasto puede haber facilitado la selección de bacterias carboxidotróficas termófilas que comprenden los metabolismos únicos observados en nuestro consorcio CNF. Varias fuentes, incluida la quema de biomasa, son responsables de la emisión de CO, CO2, H2, NOx, N2O y NH327, que pueden haber mejorado los microorganismos que pueden crecer sin ninguna fuente de carbono y nitrógeno orgánico al consumir atmósfera gaseosa ( CO, N2 y O2). La persistencia de los taxones menos abundantes observada durante el proceso continuo de replicación (>3 años) indicó que los organismos se complementan entre sí o se benefician de los metabolitos secundarios de diferentes actores.

El análisis microscópico reveló que este consorcio estaba formado por bacterias filamentosas grampositivas con esporas, que estaban asociadas con un pequeño número de cocos y bacilos. No se detectaron otros microbios ni se observaron micelios de hongos. Además, los resultados demostraron que la cepa bacteriana filamentosa StC del consorcio contiene estructuras similares a carboxisomas. Los carboxisomas son una familia de BMC presentes en las cianobacterias y algunas proteobacterias que encapsulan la principal enzima fijadora de CO2, RuBisCO, dentro de una cubierta de proteína poliédrica similar a un virus21. Esto indica un grado de compartimentación para la fijación de carbono en el consorcio CNF.

Además de las evaluaciones fisiológicas y morfológicas, MAG y los datos genómicos confirmaron la presencia de genes carboxisomas en C. thermoautotrophica StC. Aunque es un fenómeno poco común, la gran diferencia observada (>6%) entre las copias rrs en C. thermoautotrophica StC también se ha informado en otras actinobacterias y respalda nuestra identificación taxonómica porque es una característica común de C. thermoautotrophica22,24.

Los otros miembros presentes en el cultivo bacteriano estaban taxonómicamente relacionados con Chelatococcus spp., Geobacillus spp. y Sphaerobacter spp., que son géneros bacterianos que se sabe que contienen especies termófilas18.

Tras un análisis filogenético, se investigó el potencial metabólico de los miembros del consorcio. Los cuatro organismos albergaban genes que codificaban proteínas que facilitaban la respiración aeróbica; Este hallazgo fue consistente con los resultados obtenidos en nuestras condiciones de crecimiento aireado creadas experimentalmente. Mientras tanto, los genes necesarios para la oxidación del carbono orgánico (metabolismo heterótrofo) sólo se detectaron en Sphaerobacter spp., Chelatococcus spp. y Geobacillus spp. Los linajes de alta afinidad identificados en C. thermoautotrophica StC respaldan su capacidad para eliminar H2 y CO presentes en concentraciones traza en la atmósfera. Además, C. thermoautotrophica StC MAG albergaba la información genética necesaria para la carboxidotrofia (coxS, coxM y coxL) y la autotrofia a través del tipo IE RuBisCO, que es miembro del ciclo de la broca del fruto del café. Aunque no se detectaron genes relacionados con la fijación de CO2 en Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp., poseían vías completas para oxidar el CO y podían obtener energía de este gas traza. En particular, la expresión de la hidrogenasa del grupo 1 detectada en C. thermoautotrophica StC y Sphaerobacter spp. y el grupo 2a detectado en C. thermoautotrophica StC podría facilitar el uso de H2, otro gas traza, como fuente de energía por parte de estos microbios. En conjunto, nuestros datos indicaron que C. thermoautotrophica StC suministra principalmente carbono al consorcio microbiano a través de la fijación de carbono. La energía para el sistema la proporcionan C. thermoautotrophica StC, Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp., ya que parecen ser capaces de utilizar CO como fuente de energía. La compartimentación metabólica de estas especies, junto con la incapacidad de aislar componentes individuales entre ellas, indica cierto nivel de interdependencia (al menos de algunos miembros) y colaboración entre los taxones, mientras que Geobacillus spp. probablemente se beneficia de los compuestos orgánicos producidos por los otros miembros en tales sistemas oligotróficos.

En cuanto a la absorción de nitrógeno, los suelos alcalinos, como el suelo del que obtuvimos nuestras muestras, tienden a tener una mayor disponibilidad de amoníaco28, que podría ser una fuente de nitrógeno para los miembros del CNF en su entorno natural. Sin embargo, para la supervivencia a largo plazo en condiciones altamente adversas, como nuestro medio N-FIX, el consorcio puede depender de la fijación de nitrógeno y/o de una alta capacidad de eliminación de nitrógeno de uno o más miembros del consorcio que sean capaces de utilizar cantidades mínimas. de NH3. Sin embargo, en el presente estudio, el consorcio que incluye cuatro cepas no mostró genes clásicos que codifiquen la nitrogenasa. Además, no detectamos actividad de fijación de nitrógeno utilizando el trazador de isótopos (15N2) en la configuración experimental. No se observó evidencia de fijación de N2 (clásica); por lo tanto, la capacidad de este consorcio para crecer en el medio N-FIX sugiere la existencia de un mecanismo eficiente para obtener nitrógeno para la generación de biomasa.

No se pudo eliminar por completo la posibilidad de que la mezcla gaseosa estuviera contaminada con trazas de NH4 (a pesar de la pureza del 99% garantizada por la empresa). Además, podrían existir trazas de contaminación procedente del aire en el medio porque el NH3 se disuelve extremadamente rápido en agua.

Yoshida et al.29 informaron que Rhodococcus erythropolis N9T-4, un actinomiceto aislado extremadamente oligotrófico, puede crecer en un medio mínimo sin una fuente de nitrógeno. La oligotrofia del nitrógeno de N9T-4 implica la fuerte expresión de un gen transportador de amonio (amtB); Los autores sugirieron que el N9T-4 puede utilizar una pequeña cantidad de amoníaco atmosférico como fuente de nitrógeno. Por lo tanto, la eliminación de nitrógeno es otra explicación parsimoniosa para el crecimiento de microbios porque se ha demostrado previamente en otros microbios que sobreviven en un medio libre de nitrógeno24,29. Sin embargo, es poco probable que la presencia de bacterias súper carroñeras que puedan prosperar en tales condiciones explique el crecimiento de los miembros de todo el consorcio. Además, el uso de clinoptilolita (un potente quelante de trazas de amoníaco) y agar noble no inhibió el crecimiento del consorcio. Aunque no se puede descartar por completo la eliminación de nitrógeno debido a la presencia hipotética de rutas metabólicas desconocidas (por ejemplo, la reciente descripción de un nuevo mecanismo para la fijación biológica de nitrógeno en la referencia 30), creemos que las medidas estrictas empleadas en el presente estudio posiblemente genere nitrógeno insuficiente (si lo hubiera) para sustentar el crecimiento bacteriano y, por lo tanto, solo fomentaría el crecimiento de verdaderos diazótrofos en el medio N-FIX.

La ausencia de una vía clásica de fijación de nitrógeno plantea dudas sobre el estricto presupuesto de nitrógeno en este entorno oligotrófico extremadamente duro y la necesidad de que los extremófilos residentes crezcan en condiciones de escasez de nitrógeno. Una de las principales preocupaciones del estudio actual fue el crecimiento del consorcio sin una fuente reducida de nitrógeno (NH3 o nitrógeno orgánico). Teóricamente, la necromasa o una derivación viral podrían sostener una cierta cantidad de crecimiento mínimo31. De hecho, Shoemaker et al.32 demostraron que para sistemas cerrados, el reciclaje de necromasa contribuía al mantenimiento de células con energía limitada y también facilitaba cierta reproducción. Sin embargo, explicar el crecimiento del consorcio basándose únicamente en una derivación viral, el canibalismo o el uso de necromasa parece muy irrazonable. Por lo tanto, sugerimos que el consorcio fijó N2 mediante un mecanismo desconocido o que al menos un eliminador extremadamente eficiente responsable del aumento de biomasa para todos los miembros estaba presente en el consorcio, tal vez proporcionando necromasa o compuestos orgánicos (incluidas fuentes de nitrógeno) a los demás.

Además, no se pudo predecir la presencia de proteínas implicadas en la nitrificación. Además, los metagenomas de Sphaerobacter spp. y Chelatococcus spp. exhibió una falta de genes cruciales que codifican proteínas involucradas en la reducción final de NO a N2; esto resultó en un mapeo incompleto de la desnitrificación. Sin embargo, las vías de desnitrificación incompletas son comunes en los extremófilos, particularmente en los termófilos33. Normalmente, la desnitrificación requiere niveles bajos de oxígeno y niveles altos de nitrato, que difieren de las condiciones de crecimiento en el presente estudio.

Del consorcio, sólo Geobacillus spp. (LEMMY01) podría aislarse utilizando un medio Reasoner's 2 A (R2A) bajo en nutrientes, que se encuentra entre los medios utilizados con mayor frecuencia para el aislamiento y crecimiento de bacterias ambientales oligotróficas. Sin embargo, la misma cepa fue incapaz de crecer axénicamente en un medio N-FIX con atmósfera gaseosa. A pesar de numerosos intentos utilizando varias condiciones y medios de crecimiento, Sphaerobacter spp., Chelatococcus spp. y C. thermoautotrophica StC no pudieron aislarse en un medio de crecimiento rico o empobrecido en nutrientes.

El consorcio de bacterias termófilas, autótrofas y aeróbicas CNF ha estado creciendo durante 3 años en condiciones duras (ambiente pobre en nutrientes con una atmósfera de gases traza), lo que sugiere fuertemente la ocurrencia de fijación de carbono y nitrógeno. En conjunto, los datos metagenómicos sugieren que el consorcio CNF puede capturar H2, CO2 y CO atmosféricos en busca de fuentes de energía y carbono y que C. thermoautotrophica StC es el principal responsable de proporcionar carbono a la biomasa del consorcio a través de la fijación de CO2. Además, C. thermoautotrophica StC, junto con Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp., posee la capacidad de obtener y/o conservar energía mediante la oxidación de gases traza atmosféricos (H2 y/o CO). De acuerdo con estos hallazgos, los experimentos con cultivos puros han demostrado que la eliminación de gases traza permite la persistencia de diversos aerobios heterótrofos en condiciones de falta de carbono orgánico34.

Las interacciones positivas suelen considerarse raras. Sin embargo, no se comprende claramente la prevalencia de interacciones positivas y las condiciones bajo las cuales ocurren. Kehe et al.35 intentaron abordar este tema utilizando kChip, una plataforma de cocultivo de rendimiento ultraalto, para medir 180.408 interacciones entre 20 bacterias del suelo en 40 entornos de carbono. Observaron que las interacciones positivas, a menudo descritas como raras, ocurrían común y principalmente como parasitismo entre cepas que poseían diferentes perfiles de consumo de carbono.

En conjunto, los datos obtenidos en el presente estudio sugirieron que C. thermoautotrophica era una especie clave en este ecosistema modelo. El consorcio de cuatro especies de este estudio, que representa el ecosistema oligotrófico extremo, puede ser útil para investigar las interacciones bacterianas entre especies y el ensamblaje del microbioma en condiciones tan extremas. Aunque se pudo demostrar la fijación de carbono y se pudieron identificar las especies clave en este consorcio, el consorcio albergaba un mecanismo de asimilación de nitrógeno intrínseco pero poco claro. La capacidad de estos microorganismos para crecer y prosperar en este medio utilizando nitrógeno del aire sugirió la existencia de una estrategia altamente eficiente para explotar este nutriente.

En general, se consideró que la estructura de la comunidad microbiana del CNF estaba determinada por la selección de bacterias que podrían persistir en estas condiciones de crecimiento físicamente extremas y químicamente privadas. Por lo tanto, proponemos la hipótesis del sostén de la familia para explicar el funcionamiento y las interacciones de este consorcio modelo para la cooperación microbiana y la fijación de carbono en condiciones oligotróficas estrictas. Este término, que se utiliza en las ciencias sociales, se refiere a una persona que gana dinero para mantener a su familia36. En nuestro consorcio, C. thermoautotrophica StC es el sostén de la familia importante para la supervivencia de todos los miembros del consorcio y el único miembro capaz de permanecer metabólicamente activo en estas condiciones de crecimiento. C. thermoautotrophica StC es el único miembro que exhibió genes para una vía conocida de fijación de carbono. En este sentido, C. thermoautotrophica StC fija carbono, permitiendo así la incorporación de este elemento al sistema, fundamental para la supervivencia de otros miembros.

La pérdida de C. thermoautotrophica StC sería fatal para los demás miembros de este consorcio. Los demás integrantes serían los denominados beneficiarios, donde Chelatococcus spp. y Sphaerobacter spp. serían los colaboradores (miembros que no son esenciales pero aportan algún beneficio al grupo), y Geobacillus spp. sería un oportunista o un tramposo, al menos considerando los datos disponibles y las necesidades energéticas.

Se requieren más estudios que utilicen ensayos de expresión genética para comparar la expresión genética y la metabolómica tanto en ausencia como en presencia de nitrógeno para ayudar a dilucidar los mecanismos subyacentes a la supervivencia de este consorcio. A pesar de la evidencia sobre vías de asimilación de nitrógeno incompletas, no podemos descartar la posibilidad de que existan otros sustentadores de familia en el consorcio. El mecanismo de asimilación de nitrógeno aún no está claro y podría ser un componente clave asociado con miembros específicos del consorcio. Por tanto, el aislamiento de otros miembros del consorcio, además de Geobacillus sp. (por ejemplo, el uso de antibióticos y condiciones de cultivo específicos, según los datos obtenidos de los MAG) puede ser útil para aclarar mecanismos clave mediante ensayos in vitro; En comparación con las predicciones que utilizan datos metagenómicos, estos ensayos son más estables y facilitan el estudio de funciones bioquímicas con mayor precisión. Por ejemplo, varias apoenzimas involucradas en el metabolismo del carbono y el nitrógeno exhiben modificaciones postraduccionales y maduración de cofactores (como la molibdopterina y el Fe-hemo)37. El aislamiento del componente principal, C. thermoautotrophica StC, también nos permitiría examinar, modelar, manipular y diseñar rutas metabólicas en sistemas microbianos naturales y construidos utilizando enfoques sistémicos y biología sintética. Sin embargo, podemos afirmar que todos los beneficiarios dependen completamente de la energía proporcionada por el sostén de la familia C. thermoautotrophica StC, mientras que el aporte de otros miembros podría contribuir a la eficiencia de la supervivencia del consorcio en un medio tan empobrecido en nutrientes.

Nuestros datos proporcionan información sobre algunos de los temas fundamentales de la microbiología ambiental, como la cultivabilidad microbiana38,39, y deberían ser útiles para respaldar otros estudios que exploren las interacciones ecológicas y las aplicaciones biotecnológicas de los microbios extremófilos.

En total, se recolectaron cinco muestras de suelo arcilloso arenoso (capa de 0 a 5 cm) debajo de un montón de pasto quemado con un largo historial de quema en el municipio de Seropédica, Río de Janeiro, Brasil (22°46'34.59” S 43 °41'30.71” W). Se supuso que la muestra de suelo recolectada de la superficie (0–5 cm) tenía una mayor exposición al calor y concentraciones más altas de gases, incluidos CO, CO2, H2, óxido de nitrógeno (NOx), óxido nitroso (N2O) y NH340. por quema de vegetación27. El suelo se recogió utilizando espátulas desinfectadas con etanol al 70%. Como lo exige la legislación brasileña sobre acceso a la biodiversidad (Ley 13.123/15 y Decreto 8.772/16), obtuvimos la debida autorización del SisGen (Sistema Nacional de Gestión del Patrimonio Genético y Conocimientos Tradicionales Asociados; número de licencia de recolección: AC72B83). El sitio de muestreo era un campo abierto donde los residuos orgánicos de plantas, como esquejes de árboles y pasto, se descartaban y quemaban rutinariamente durante más de 15 años (Figuras complementarias 1A, B). Las muestras de suelo fueron transportadas inmediatamente al Laboratorio de Ecología Microbiana Molecular (LEMM), de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), Río de Janeiro, Brasil. Se recolectó una muestra de suelo de control de un sitio cercano sin antecedentes de quema. Las propiedades físicas y químicas de todas las muestras de suelo se determinaron por triplicado, utilizando protocolos de laboratorio estándar41,42.

Se inocularon alícuotas de 0,5 g de cada muestra de suelo en viales de 100 ml que contenían 40 ml de medio mineral para autótrofos43 suplementado con un oligoelemento, una solución vitamínica y NH4Cl44 4 mM. El NH4Cl se añadió sólo para la ronda inicial de enriquecimiento. El medio inoculado en el suelo se incubó a 55 °C hasta que se observó crecimiento microbiano. Tras la aparición de crecimiento microbiano en el medio, las colonias, observadas como películas blancas flotantes, se transfirieron a otro matraz que contenía 40 ml de un medio libre de nitrógeno (N-FIX)45. Para preparar N-FIX, se utilizó una solución A que contenía 0,3 g de MgSO4·7H2O, 0,2 g de NaCl, 0,1 g de CaCl2·2H2O y 12,6 mg de Na2MoO4·2H2O, suplementada con 2 ml de una solución de oligoelementos (100 mg/l de ZnSO4·7H2O, 30 mg/L MnCl2·4H2O, 300 mg/L H3BO3, 200 mg/L CoCl2·6H2O, 10 mg/L CuCl2·2H2O, 20 mg/L NiCl2·6H2O, 900 mg/L Na2MoO4·2H2O y 20 mg/L L Na2SeO3)44, y la solución B, que era una solución tampón (0,9 g/L K2HPO4 + 0,1 g/L KH2PO4), se mezclaron en una proporción de 3:1, respectivamente. El medio se ajustó a pH 7,2. Los cultivos se mantuvieron en medio N-FIX y las películas flotantes se transfirieron individualmente a viales que contenían 40 ml de medio N-FIX nuevo utilizando un asa de platino en una cabina de flujo laminar. Los viales de 100 ml (que contenían 40 ml del medio) se sellaron herméticamente usando una tapa de goma y un sello de aluminio, y el espacio de cabeza se llenó con aire sintético (80% N2 + 20% O2), CO y CO2 en una proporción de 50/45/5. La solución de gas aplicada se recogió previamente de los botes, utilizando una jeringa estéril, y se filtró en filtros de jeringa Millipore (0,2 µm). Durante todo el proceso se utilizaron agujas esterilizadas. Luego las muestras se incubaron estáticamente a 55 °C durante 1 mes46. Los viales no inoculados se mantuvieron como control negativo para todas las inoculaciones y transferencias.

Las colonias murieron o esporularon después de > 1 mes de incubación; Además, no pudimos reactivar las reservas de glicerol después de congelarlas a temperaturas de -80 °C y -20 °C. Los cultivos celulares en medio N-FIX se mantuvieron en un horno a 55 °C y se reinocularon con medio fresco cada 2 semanas. De las muestras de suelo originales, se observó crecimiento microbiano en sólo tres matraces que contenían el medio de suelo mineral para autótrofos43 y en sólo un matraz que contenía el medio N-FIX. Los cultivos que mostraron crecimiento se replicaron individualmente en varios matraces y se mantuvieron vivas al menos tres réplicas durante la duración del experimento. Las muestras de suelo de control no mostraron crecimiento microbiano durante el mismo período de incubación. Para análisis posteriores, las réplicas se combinaron para mejorar la recuperación de biomasa.

Para determinar la capacidad de CNF para crecer en condiciones altamente restrictivas sin rastros de amonio contaminante, el medio N-FIX se solidificó usando agar Noble de alta pureza al 1,5% (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EE. UU.) y se modificó con 0,3% de clinoptilolita (una zeolita que elimina el amoníaco)47,48. Para aislar a los miembros del consorcio, se utilizó un conjunto de diferentes medios de cultivo, que consisten en N-FIX45 solidificado, agar Reasoner's 2 A (R2A) (medio DSMZ 830), agar tripticasa de soja (medio DSMZ 1617), caldo Luria-Bertani (medio DSMZ 381). ), caldo JNFb1 o caldo súper óptimo con represión de catabolitos (SOC)49 con incubación a diferentes temperaturas (28 °C, 37 °C o 55 °C) durante 15 días.

Se utilizó un microscopio de contraste de fases (Zeiss AxioPlan 2) para controlar el crecimiento del cultivo a los 3, 7 y 15 días después de la inoculación. Se analizaron alícuotas de medio N-FIX no inoculado para detectar la presencia de células. Se utilizó un microscopio FEI Morgagni (Thermo Fisher Scientific) para microscopía electrónica de transmisión (TEM) y un microscopio electrónico de barrido FEI Quanta 250 (FEI, Países Bajos) para microscopía electrónica de barrido (SEM) en el Centro Nacional de Biología Estructural y Bioimagen. , UFRJ. Las muestras se lavaron al menos dos veces en solución salina tamponada con fosfato 0,01 M (PBS, pH 7,2) para eliminar todas las bacterias no adheridas del crecimiento filamentoso y luego se fijaron en glutaraldehído al 2,5 % y formaldehído al 4 % en tampón cacodilato 0,1 M durante 1 h. a temperatura ambiente (aproximadamente 22 °C). Posteriormente, las muestras se lavaron en el mismo tampón, se postfijaron en tetróxido de osmio (OsO4) al 1% y ferrocianuro de potasio al 1,25% durante 2 h, y luego se deshidrataron en una serie de concentraciones crecientes de etanol (30%, 50%, 70% , 90%, 100% y etanol ultraseco) durante 30 min en cada paso de deshidratación. Para SEM, las muestras se secaron en CO2 en el punto crítico, se recubrieron con oro y se observaron con el microscopio FEI Quanta 250. Para TEM, las muestras deshidratadas se incluyeron lentamente en resina Spurr (Electron Microscopy Sciences, EE. UU.). Se tiñeron secciones ultrafinas de las muestras con acetato de uranilo y citrato de plomo, y se obtuvieron imágenes utilizando un microscopio electrónico de transmisión FEI Spirit. Todas las imágenes se procesaron utilizando el software Adobe Photoshop CS5 (Adobe Systems Co., EE. UU.). La Transformada Rápida de Fourier (FFT), que es una representación matemática de las frecuencias espaciales de la imagen25, y las mediciones (Datos complementarios 1) se realizaron con el software Digital Micrograph (Gatan, Inc.)

Para el análisis de la comunidad (codificación de metabarras de amplicones y electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante, DGGE), se analizó el ADN total tanto de los consorcios originales como de los consorcios obtenidos después de puntos de tiempo específicos después de transferencias en serie en medio N-FIX utilizando un kit FastDNA™ SPIN para suelos (MP Biomédicos) según el protocolo estándar. Para el análisis metagenómico, se utilizó para la extracción de ADN una muestra del consorcio obtenida después de 10 transferencias a través del medio N-FIX. Para mejorar la recuperación celular, se añadió 1 ml de solución de dodecilsulfato de sodio al 10 % (volumen/masa de aproximadamente 0,03 M) a cada matraz que contenía medio de cultivo, con una concentración final de aproximadamente 0,25 % (0,0008 M). El contenido de tres botellas de vidrio (120 ml) que contenían los consorcios adultos se filtró a través de membranas Millipore estériles de 0,22 µm; Luego, las membranas se sometieron directamente a extracción de ADN y, en lugar del paso de lisis único en el sistema FastPrep™ (Bio 101, Inc., La Jolla, CA, EE. UU.), realizamos el paso de lisis nuevamente. Utilizamos el sistema FastPrep™ a 6,0 rpm durante 40 s. Se utilizaron Nanodrop™ y Qubit™ (Thermo Fisher Scientific) para evaluar la calidad (proporciones 260/230 y 260/280) y la cantidad de ADN extraído, respectivamente. La electroforesis se realizó utilizando gel de agarosa al 1,0 % durante 40 minutos a 90 V, después de lo cual los geles se tiñeron con SYBR™ Safe (Thermo Fisher Scientific) y se observaron bajo un transiluminador ultravioleta (UV) para evaluar la integridad del ADN.

La presencia de sistemas de fijación de nitrógeno en los consorcios se determinó mediante PCR dirigiéndose al nifH, un gen que codifica la subunidad dinitrogenasa reductasa de la enzima nitrogenasa, que es un marcador biológico para la fijación de nitrógeno50. Los cebadores PolF y PolR51 se utilizaron según el siguiente protocolo: desnaturalización inicial a 94 °C durante 1 min, seguida de 30 ciclos de desnaturalización a 94 °C durante 1 min, hibridación a 55 °C durante 1 min, extensión a 72 °C. C durante 2 min y amplificación final a 72 °C durante 5 min. Se utilizaron Herbaspirillum seropedicae ATCC 35892 y Escherichia coli BL21 como controles positivos y negativos en medios JNFb y SOC, respectivamente1. La electroforesis de los amplicones se realizó en geles al 1,5 % durante 40 minutos a 100 V, después de lo cual los amplicones se tiñeron con SYBR Safe y se observaron bajo un transiluminador UV.

La amplificación por PCR del ADN extraído se realizó utilizando los cebadores U968-gc (5ʹ-CGCCCGGGGCGCCCCCGGCGGGGCGGGGGCACGGGGGAACGCGAAGAACCTTAC-3ʹ) y L1401 (5ʹ-CGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACG −3ʹ). Se amplificó una región hipervariable del gen rrs y se realizó la codificación genética del ARN ribosomal que compone la subunidad pequeña del ribosoma bacteriano (16 S)52. La reacción de amplificación se realizó según lo descrito por Machado de Oliveira et al.53. Los resultados de la reacción de amplificación se determinaron mediante electroforesis de muestras en gel de agarosa al 1,5% a 100 V durante 40 min. El gel se tiñó con SYBR Safe y se observó bajo un transiluminador de luz UV. DGGE se realizó utilizando el sistema DCode™ (Bio-Rad Laboratories, Inc., Hercules, CA, EE. UU.) a 70 V y 65 °C durante 16 h. El gel de gradiente de desnaturalización se preparó utilizando una bomba peristáltica y un bloque generador de gradiente. El gradiente de los agentes desnaturalizantes, urea y formamida, estaba en el rango de 35 a 65% y el gel contenía un 6% de poliacrilamida. Los geles se tiñeron con SYBR Safe durante 20 minutos y se observaron utilizando un escáner de gel Storm® (General Electric). Antes de aplicar los productos de la PCR al gel DGGE, se cuantificaron y normalizaron para garantizar que cualquier cambio en las intensidades de las bandas reflejara los cambios en sus abundancias relativas.

El ADN obtenido de la transferencia en serie en N-FIX también se utilizó para amplificar las regiones hipervariables V5 y V6 del gen bacteriano 16 S rRNA (según ref. 16), en el Laboratorio Nacional de Argonne (http://ngs.igsb .anl.gov, Lemont, IL, EE. UU.) a través del núcleo de secuenciación de próxima generación en un sistema Illumina MiSeq (Illumina, San Diego, CA, EE. UU.), siguiendo las pautas del fabricante. Los datos microbianos también fueron analizados según Santoro et al.16. Los datos se han depositado con enlaces al número de acceso de BioProject PRJNA373874 en la base de datos de DDBJ BioProject: junto con los números de acceso SAMN33200710, SAMN33200711, SAMN33200712, SAMN33200713, SAMN33200714; presentación: SUB12816063.

La secuenciación de extremos emparejados se realizó utilizando cebadores directos e inversos complementarios a los adaptadores del kit de preparación de bibliotecas de ADN Nextera™ (Illumina®) en MR DNA Lab, Shallowater, Texas, EE. UU. (http://www.mrdnalab.com/). Para eliminar lecturas metagenómicas de baja calidad, las lecturas se recortaron utilizando el software Sickle (versión 1.33)54. Posteriormente, fueron clasificados taxonómicamente en CDS utilizando el clasificador taxonómico Kaiju (versión 1.7.3)55. Como base de datos de referencia, se utilizaron secuencias de proteínas no redundantes del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) (consultada el 25 de junio de 2021, que contiene secuencias de proteínas de bacterias, arqueas y virus). Las lecturas sin procesar de la muestra del consorcio se depositaron en el archivo de lectura de secuencias del NCBI con el número de acceso SRR12323727. Los contigs MAG de Carbonactinospora thermoautotrophica se depositaron en el NCBI bajo el registro maestro WGS PQID00000000.1 y Biosample SAMN07787832.

Las lecturas que pertenecen a las secuencias rrs (gen 16 S rRNA) se obtuvieron de todos los contigs metagenómicos, utilizando el software de predicción ribosómica Barrnap (//github.com/tseemann/barrnap). Para reconstruir la filogenia de las secuencias de rrs filtradas, utilizamos la herramienta Seq Match de la base de datos del Ribosomal Database Project (rrs: solo secuencias de> 1200 pb derivadas de microorganismos cultivables). Las cinco coincidencias más similares se seleccionaron para cada contig y gen y se alinearon utilizando el software MUltiple Sequence Comparison by Log-Expectation (versión 3.8.31). La reconstrucción filogénica se realizó con MEGA-756, utilizando el método de máxima verosimilitud y el modelo de distancia Tamura-Nei57 con 1000 replicaciones bootstrap.

Las lecturas de secuenciación metagenómica se ensamblaron utilizando el software SPAdes (versión 3.8.0)58. Los contigs pertenecientes a cada miembro del consorcio se agruparon utilizando la herramienta de ensamblaje CAR contig59 con genomas de referencia completos de la base de datos NCBI para obtener los MAG. Se utilizó el software BLAST Ring Image Generator (BRIG) (versión 0.95-dev.0004) 60 para mostrar comparaciones circulares entre los MAG obtenidos del consorcio y los de los genomas de referencia del NCBI. BRIG generó alineaciones utilizando el programa BLASTN (versión 2.4.0+) y los contigs concatenados de MAG (del presente estudio) o el LEMMY0123 previamente aislado y secuencias de cepas de referencia (UBT1, H1, DMS18167, DSM20745) y lecturas metagenómicas. Además, se utilizó el software DNAPlotter (versión 17)61 para resaltar el gráfico de contenido del GC.

Para identificar genes potenciales que codifican nitrogenasas y complementar los resultados de la PCR nifH, incluidas las enzimas clásicas y alternativas descritas anteriormente, las lecturas asociadas con la ruta metabólica del nitrógeno se analizaron en el software MEtaGenome Analyzer 5 (MEGAN5), utilizando la Enciclopedia de genes y genomas de Kyoto. (KEGG) Bases de datos Pathway y NCBI como referencias.

Las lecturas de extremos emparejados superpuestas se fusionaron utilizando el software de fusión Paired-End reAd62. Las lecturas fusionadas y no fusionadas se asignaron a MAG utilizando el software Bowtie263 para extraer las lecturas que pertenecen a cada miembro del consorcio, incluidos los genes faltantes en los genomas de referencia. Se utilizó la herramienta BlastX para alinear las lecturas extraídas con la base de datos NCBI nr. Las reconstrucciones metabólicas de los miembros del consorcio se obtuvieron utilizando la base de datos KEGG Pathway y el software MEGAN526. Se destacaron las diferencias en las vías metabólicas, las enzimas heteromultiméricas y los transportadores para evaluar la posibilidad de complementación metabólica entre los miembros del consorcio. Se utilizó el software CheckM para evaluar la integridad de los MAG64; la complementación entre las principales vías metabólicas se evaluó enviando los MAG y los datos publicados de secuenciación del genoma completo (WGS) de Geobacillus LEMMY0123 en la herramienta metabolisHMM65.

Los experimentos se realizaron utilizando nitrógeno atmosférico marcado con 15N2 (98% de átomos de 15N; Isótopos de Cambridge, Tewksbury, MA, EE. UU.). Para evaluar la fijación de nitrógeno, las células del consorcio se cultivaron en 40 ml de medio líquido N-FIX con o sin NH4Cl 1,5 g/l (28 mM) y se solidificaron con goma gellan al 0,6 % en matraces de 100 ml. Se utilizaron H. seropediae ATCC 35892 y E. coli BL21 como controles positivos y negativos, respectivamente, en medios JNFb y SOC1. Normalmente se utilizó una atmósfera gaseosa con la adición de 10 o 30 ml de 15N2 para realizar las transferencias de las células del consorcio. Para H. seropediae y E. coli se agregaron 10 ml de 15N2 + 2% O2. Las muestras se incubaron durante 5 y 14 días a 55 °C (CNF) o 30 °C (H. seropediae y E. coli). Después de la incubación, se raspó cualquier crecimiento presente de los viales y se lavó con PBS. Las muestras lavadas se secaron a 60 °C durante 24 h. A continuación, se utilizó una balanza digital Denver Instruments M-220D para obtener muestras que pesaban entre 0,5 y 2 mg; Luego se colocaron en cápsulas, se insertaron en los pocillos de una placa de microtitulación de 96 pocillos y se sellaron con tapas tipo tira. La relación de isótopos 15N/14N se determinó mediante IRMS (Universidad de California Davis, Stable Isotope Facility, Davis, CA, EE. UU.).

Las propiedades físicas y químicas de todas las muestras de suelo se determinaron por triplicado. Los cultivos bacterianos se replicaron en varios matraces en múltiples ocasiones y al menos tres réplicas se mantuvieron vivas durante la duración del experimento. También se supervisó la estabilidad del consorcio durante tres años. Las muestras de suelo de control y los medios de cultivo no inoculados no mostraron crecimiento microbiano durante el mismo período de incubación. Las lecturas fusionadas y no fusionadas se asignaron a MAG utilizando el software Bowtie263 y se utilizó BlastX para alinear las lecturas extraídas con la base de datos NCBI nr. Las reconstrucciones metabólicas se realizaron utilizando la base de datos KEGG Pathway y el software MEGAN526 y la complementación entre las principales vías metabólicas se evaluó a través de metabolisHMM65.

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen del informe de Nature Portfolio vinculado a este artículo.

Todos los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles en el artículo y en sus archivos de información complementaria. Se puede acceder a la secuenciación de amplicones en DDBJ BioProject ID PRJNA373874: junto con los números de acceso SAMN33200710, SAMN33200711, SAMN33200712, SAMN33200713, SAMN33200714; presentación: SUB12816063. Los datos sin procesar de la secuenciación del metagenoma se depositaron en el archivo de lectura de secuencias del NCBI con el número de acceso SRR12323727. Los contigs MAG de Carbonactinospora thermoautotrophica se depositaron en el NCBI bajo el registro maestro WGS PQID00000000.1 y Biosample SAMN07787832. Los datos fuente subyacentes a las Figs. 2c y 5 se proporcionan como Datos complementarios 1-2, respectivamente. Información adicional y datos relevantes están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Mirza, BS & Rodrigues, JLM Desarrollo de un procedimiento de aislamiento directo para diazótrofos de vida libre en condiciones hipóxicas controladas. Aplica. Reinar. Microbiol. 78, 5542–5549 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ji, M. y col. Los gases traza atmosféricos sustentan la producción primaria en el suelo de la superficie del desierto antártico. Naturaleza 552, 400–403 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Correa, SS, Schultz, J., Lauersen, KJ & Rosado, AS Fijación de carbono natural y avances en ingeniería sintética para rediseñar y crear nuevas vías de fijación. J. Adv. Res. https://doi.org/10.1016/j.jare.2022.07.011 (2022).

Hoegh-Guldberg, O. et al. El imperativo humano de estabilizar el cambio climático global en 1,5 °C. Ciencia 365, eaaw6974 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ndaw, SM, Gama-Rodrigues, AC, Gama-Rodrigues, EF, Sales, KRN & Rosado, AS Relaciones entre diversidad bacteriana, biomasa microbiana y calidad de la hojarasca en suelos bajo diferentes cubiertas vegetales en el norte del estado de Río de Janeiro, Brasil. Poder. J. Microbiol. 55, 1089-1095 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Haruta, S. y Yamamoto, K. Modelan consorcios microbianos como herramientas para comprender comunidades microbianas complejas. actual. Genómica 19, 723–733 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Louca, S. y col. Función y redundancia funcional en sistemas microbianos. Nat. Ecológico. Evolución. 2, 936–943 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Bhatia, SK y cols. Potencial biotecnológico de los consorcios microbianos y perspectivas de futuro. Crítico. Rev. Biotecnología. 38, 1209-1229 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Tan, J., Zuniga, C. y Zengler, K. Desentrañar interacciones en comunidades microbianas, desde cocultivos hasta microbiomas. J. Microbiol. 53, 295–305 (2015).

Artículo PubMed Google Scholar

Narayanasamy, S., Muller, EEL, Sheik, AR y Wilmes, P. Ómicas integradas para la identificación de funcionalidades clave en comunidades microbianas de tratamiento biológico de aguas residuales. Microbio. Biotecnología. 8, 363–368 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Lindemann, SR y cols. Ingeniería de consorcios microbianos para resultados controlables. ISME J. 10, 2077–2084 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jawed, K., Yazdani, SS y Koffas, MA Avances en el desarrollo y aplicación de consorcios microbianos para ingeniería metabólica. Metab. Ing. Comunitario. 9, e00095 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Jones, JA y cols. Biosíntesis completa de antocianinas mediante policultivos de E. coli. MBio 8, 1–9 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Liu, Y. et al. Monocultivo y cocultivo diseñados de levadura metilotrófica para la producción de novo de monacolina J y lovastatina a partir de metanol. Metab. Ing. 45, 189-199 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Koch, C., Korth, B. & Harnisch, F. Ingeniería basada en la ecología microbiana de tecnologías electroquímicas microbianas. Microbio. Biotecnología. 11, 22–38 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Santoro, EP et al. La manipulación del microbioma del coral provoca una reestructuración metabólica y genética para mitigar el estrés por calor y evadir la mortalidad. Ciencia. Adv. 7, eabg3088 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Peixoto, RS et al. Aprovechar el microbioma para prevenir la pérdida de biodiversidad global. Nat. Microbiol. 7, 1726-1735 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Schultz, J. & Rosado, AS Ambientes extremos: Una fuente de biosurfactante para aplicaciones biotecnológicas. Extremófilos 24, 189–206 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Barbieri, R. y Cavalazzi, B. ¿Cómo influyen los entornos hidrotermales extremos modernos en la identificación de la habitabilidad marciana? El caso del Campo Géiser El Tatio. Desafíos 5, 430–443 (2014).

Artículo de Google Scholar

Tilahun, L., Asrat, A., Wessel, GM y Simachew, A. Determinación in silico del metabolismo del nitrógeno en microbios de condiciones extremas mediante metagenómica. Arco. Microbiol. 203, 2521–2540 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Liu, L.-N. Avances en los orgánulos bacterianos para la fijación de CO2. Tendencias Microbiol. 30, 567–580 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Volpiano, CG et al. Propuesta de la familia Carbonactinosporaceae. nov. dentro de la clase Actinomycetia. Reclasificación de Streptomyces thermoautotrophicus como Carbonactinospora thermoautotrophica gen. nov., peine. nov. Sistema. Aplica. Microbiol. 44, 126223 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Souza, YPA, da Mota, FF & Rosado, AS Borrador de secuencia del genoma de Geobacillus sp. LEMMY01, una bacteria termófila aislada del sitio de un montón de pasto en llamas. Anuncio del genoma. 5, e0020017 (2017).

Artículo de Google Scholar

MacKellar, D. y col. Streptomyces thermoautotrophicus no fija nitrógeno. Ciencia. Rep. 6, 20086 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Briegel, A., Ortega, DR, Tocheva, EI y Jensen, GJ Arquitectura universal de matrices de quimiorreceptores bacterianos. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. EE.UU. 106, 17181–17186 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Huson, DH, Mitra, S., Ruscheweyh, HJ, Weber, N. y Schuster, SC Análisis integrativo de secuencias ambientales utilizando MEGAN4. Genoma Res. 21, 1552-1560 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Aneja, VP, Schlesinger, WH, Li, Q., Nahas, A. y Battye, WH Caracterización de las fuentes globales de amoníaco atmosférico de suelos agrícolas. J. Geophys. Res. Atmos. 125, e2019JD031684 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Lehmann, J., Bossio, DA, Kögel-Knabner, I. & Rillig, MC El concepto y las perspectivas futuras de la salud del suelo. Nat. Rev. Medio Ambiente Tierra. 1, 544–553 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Yoshida, N., Inaba, S. y Takagi, H. Utilización de amoníaco atmosférico por una bacteria extremadamente oligotrófica, Rhodococcus erythropolis N9T-4. J. Biosci. Bioeng. 117, 28–32 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Higdon, SM, Huang, BC, Bennett, AB y Weimer, BC Identificación de genes de fijación de nitrógeno en Lactococcus aislados del maíz mediante genómica de poblaciones y aprendizaje automático. Microorganismos 8, 2043 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bradley, JA, Amend, JP y LaRowe, DE Supervivencia de los menos: latencia microbiana y mantenimiento en sedimentos marinos a lo largo del tiempo. Geobiología 17, 43–59 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Zapatero, WR et al. Dinámica de poblaciones microbianas y resultados evolutivos bajo limitación energética extrema. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 118, e2101691118 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hu, HW, Chen, D. & He, JZ Regulación microbiana de la formación de óxido nitroso terrestre: comprensión de las vías biológicas para la predicción de las tasas de emisión. Microbiol FEMS. Rev. 39, 729–749 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Greening, C. & Grinter, R. Oxidación microbiana de gases traza atmosféricos. Nat. Rev. Microbiol. 20, 513–528 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kehe, J. y col. Las interacciones positivas son comunes entre las bacterias cultivables. Ciencia. Adv. 7, eabi7159 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ciccia, R. & Bleijenbergh, I. ¿Después del modelo de sostén de familia masculino? Servicios de guardería y división del trabajo en los países europeos. Soc. Polit. 21, 50–79 (2014).

Artículo de Google Scholar

Blake, LI y Cann, MJ El dióxido de carbono y la modificación postraduccional del carbamato. Frente. Mol. Biosci. 9, 825706 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bowman, JS Identificación de materia oscura microbiana en ambientes antárticos. Frente. Microbiol. 9, 1-11 (2018).

Artículo de Google Scholar

Zha, Y., Chong, H., Yang, P. y Ning, K. Materia oscura microbiana: del descubrimiento a las aplicaciones. Genómica Proteómica Bioinformática. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.007 (2022).

Hart, SC, DeLuca, TH, Newman, GS, MacKenzie, MD y Boyle, SI La dinámica vegetativa posterior al incendio como impulsores de la estructura y función de la comunidad microbiana en suelos forestales. Ecológico. Gestionar. 220, 166–184 (2005).

Artículo de Google Scholar

Rachid, CTCC y cols. Las plantaciones mixtas pueden promover la integración microbiana y aumentar los nitratos del suelo con cambios en los genes del ciclo del N. Biol del suelo. Bioquímica. 66, 146-153 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Rachid, CT y cols. Sistemas silvícolas intercalados, clave para lograr el manejo comunitario de hongos en el suelo en plantaciones de eucalipto. MÁS UNO 10, e0118515 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Meyer, O. & Schlegel, HG Reaislamiento del monóxido de carbono utilizando la bacteria de hidrógeno Pseudomonas carboxydovorans (Kistner) comb. nov. Arco. Microbiol. 118, 35–43 (1978).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Meyer, O. & Schlegel, HG Biología de bacterias aeróbicas oxidantes de monóxido de carbono. Año. Rev. Microbiol. 37, 277–310 (1983).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Gadkari, D., Mörsdorf, G. & Meyer, O. Asimilación quimiolitoautotrófica de dinitrógeno por Streptomyces thermoautotrophicus UBT1: identificación de un sistema de fijación de N2 inusual. J. Bacteriol. 174, 6840–6843 (1992).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gadkari, D., Schricker, K., Acker, G., Kroppenstedt, RM y Meyer, O. Streptomyces thermoautotrophicus sp. nov., un quimiolitoautótrofo obligado termófilo oxidante de CO y H2. Aplica. Reinar. Microbiol. 56, 3727–3734 (1990).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dahal, B., NandaKafle, G., Perkins, L. y Brözel, VS Diversidad de Streptomyces fijadores de nitrógeno de vida libre en suelos de las tierras baldías de Dakota del Sur. Microbiol. Res. 195, 31–39 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Liao, ZL, Chen, H., Zhu, BR & Li, HZ Combinación de carbón activado en polvo y zeolita en polvo para mejorar la eliminación de amonio en agua cruda microcontaminada. Quimiosfera 134, 127-132 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sun, QY y cols. El cultivo de Escherichia coli en medio SOC mejora la eficacia de la clonación de genes de proteínas tóxicas. Anal. Bioquímica. 394, 144-146 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Gaby, JC y Buckley, DH Una base de datos integral de genes NifH alineados: una herramienta multipropósito para estudios de bacterias fijadoras de nitrógeno. Base de datos bau001 (2014).

Poly, F., Ranjard, L., Nazaret, S., Gourbière, F. & Monrozier, LJ Comparación de acervos genéticos nifH en suelos y microambientes del suelo con propiedades contrastantes. Aplica. Reinar. Microbiol. 67, 2255–2262 (2001).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Heuer, H., Krsek, M., Baker, P., Smalla, K. & Wellington, EM Análisis de comunidades de actinomicetos mediante amplificación específica de genes que codifican el ARNr 16S y separación electroforética en gel en gradientes desnaturalizantes. Aplica. Reinar. Microbiol. 63, 3233–3241 (1997).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Machado de Oliveira, JC et al. Sobre el uso del enfoque de electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante para la identificación bacteriana en infecciones endodónticas. Clínico. Oral. Investigando. 11, 127-132 (2007).

Artículo PubMed Google Scholar

Schirmer, M. y col. Información sobre sesgos y errores de secuenciación para la secuenciación de amplicones con la plataforma Illumina MiSeq. Ácidos nucleicos res. 43, e37 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Menzel, P., Ng, KL y Krogh, A. Clasificación taxonómica rápida y sensible para metagenómica con Kaiju. Nat. Comunitario. 7, 11257 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kumar, S., Stecher, G. y Tamura, K. MEGA7: Análisis de genética evolutiva molecular versión 7.0 para conjuntos de datos más grandes. Mol. Biol. Evolución. 33, 1870–1874 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tamura, K. & Nei, M. Estimación del número de sustituciones de nucleótidos en la región de control del ADN mitocondrial en humanos y chimpancés. Mol. Biol. Evolución. 10, 512–526 (1993).

CAS PubMed Google Académico

Bankevich, A. y cols. SPAdes: un nuevo algoritmo de ensamblaje del genoma y sus aplicaciones a la secuenciación unicelular. J. Computación. Biol. 19, 455–477 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lu, CL, Chen, KT, Huang, SY y Chiu, HT Car: Ensamblaje contig de borradores de genomas procarióticos mediante reordenamientos. Bioinformación de BMC. 15, 381 (2014).

Artículo de Google Scholar

Alikhan, NF, Petty, NK, Ben Zakour, NL y Beatson, SA Generador de imágenes en anillo BLAST (BRIG): comparaciones simples del genoma procariota. Genoma de BMC. 12, 402 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Carver, T., Thomson, N., Bleasby, A., Berriman, M. y Parkhill, J. DNAPlotter: visualización interactiva del genoma circular y lineal. Bioinformática 25, 119-120 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zhang, J., Kobert, K., Flouri, T. y Stamatakis, A. PEAR: Una fusión de lectura de extremo emparejado de Illumina rápida y precisa. Bioinformática 30, 614–620 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Langmead, B. & Salzberg, SL Alineación rápida de lectura entre espacios con Bowtie 2. Nat. Métodos 9, 357–359 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Parks, DH, Imelfort, M., Skennerton, CT, Hugenholtz, P. & Tyson, GW CheckM: Evaluación de la calidad de los genomas microbianos recuperados de aislados, células individuales y metagenomas. Genoma Res. 25, 1043-1055 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

McDaniel, EA, Anantharaman, K. & McMahon, KD metabolisHMM: Análisis filogenómico para la exploración de filogenias microbianas y vías metabólicas. bioRxiv 2019.12.20.884627. https://doi.org/10.1101/2019.12.20.884627 (2020).

Descargar referencias

Esta investigación contó con el apoyo financiero del Consejo Nacional de Investigación y Desarrollo (CNPq), el Consejo Nacional para el Mejoramiento de la Educación Superior (CAPES) y una Beca Base KAUST (al Prof. AS Rosado) (BAS/1/1096-01 -01). Agradecemos a Edir Martins Ferreira y Tahira Jamil por su excelente asistencia técnica y al Prof. E. Zonta por el análisis de suelos. Queremos recordar al profesor Ulysses Lins, que lamentablemente ya no está entre nosotros y a quien le debemos mucho más que palabras.

Estos autores contribuyeron igualmente: Yuri Pinheiro, Fabio Faria da Mota.

Instituto de Microbiología, Universidad Federal de Río de Janeiro, Río de Janeiro, Brasil

Yuri Pinheiro y Ulises Lins

Laboratorio de Biología Computacional y de Sistemas, Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Río de Janeiro, Brasil

Fabio Faria da Mota

Centro de Investigación del Mar Rojo (RSRC), Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), Thuwal, 23955-6900, Arabia Saudita

Raquel S. Peixoto & Alexandre Soares Rosado

Centro de Investigación de Biociencias Computacionales (CBRC), Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), Thuwal, 23955-6900, Arabia Saudita

Raquel S. Peixoto & Alexandre Soares Rosado

Ecología microbiana, Universidad de Groningen, Groningen, Países Bajos

Jan Dirk van Elsas

Departamento de Recursos Terrestres, Aéreos y Hídricos, Universidad de California Davis, Davis, CA, EE. UU.

Jorge L. Mazza Rodrigues

Programa de Biociencias, División de Ingeniería y Ciencias Biológicas y Ambientales (BESE), Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), Thuwal, Arabia Saudita

Alexandre Soares Rosado

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

ASR concibió y diseñó el estudio; YP, UL y FM realizaron los experimentos; YP, FM, RSP, JDV, JLMR y ASR analizaron los datos; Todos los autores discutieron los resultados y contribuyeron a la preparación del manuscrito. ASR y JLMR proporcionaron apoyo financiero. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia a Alexandre Soares Rosado.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Communications Biology agradece a los revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Editores principales: Thulani Makhalanyane, Veronique van den Berghe y George Inglis. Los informes de los revisores pares están disponibles.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado a los autores originales y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Pinheiro, Y., Faria da Mota, F., Peixoto, RS et al. Un consorcio de bacterias quimiolitoautótrofas termófilas sugiere una relación mutua entre bacterias en ambientes oligotróficos extremos. Común Biol 6, 230 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-04617-4

Descargar cita

Recibido: 16 de julio de 2022

Aceptado: 21 de febrero de 2023

Publicado: 01 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-023-04617-4

Cualquier persona con la que comparta el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.