Caracterização de bactérias cultiváveis isoladas de recifais mesofóticos de Cuba
DOI:
https://doi.org/10.15359/revmar.13-1.1Palavras-chave:
águas profundas, bacterioplâncton, degradação, enzimas hidrolíticas, metabolitosResumo
As comunidades bacterianas de recifais mesofóticos constituem informações genéticas de interesse devido às particulares condições de temperatura, pressão, salinidade e disponibilidade de matéria orgânica e nutrientes em que se desenvolvem. O trabalho presente teve como objetivo avaliar a diversidade bacteriana nas águas limítrofes dos recifes mesofóticos de Cuba em maio-junho de 2017; assim como algumas de suas potencialidades biotecnológicas. Os cultivos foram isolados em meio ágar marinho, em dois níveis da coluna de água, em 10 pontos de amostragens. Posteriormente, foram avaliadas as capacidades metabólicas dos isolados com relação à assimilação de diferentes fontes de carbono e a produção de metabolitos bioativos. Os resultados permitiram a caracterização de 30 isolados bacterianos de águas do nível subsuperficial e 32 de águas profundas. A maior porcentagem corresponde a bacilos esporulados Gram-positivos e bacilos Gram-negativos. Igualmente, ficou evidente que 85,5% degradam carboidratos de diferente natureza e 96,8% produzem enzimas hidrolíticas com atividade caseinase, gelatinase, lipase ou amilase. A capacidade de degradar petróleo e compostos fenólicos indistintamente foi detectada em 61,3% dos isolados. Entre as potencialidades de interesse biomédico e industrial foi detectada atividade tensoativa e asparaginase em 53% e 32% dos cultivos, respectivamente. Por sua vez, a caracterização taxonômica de 40 cultivos selecionados por suas potencialidades metabólicas demonstrou que o gênero Bacillus apresentou maior atividade biológica. Esses resultados constituem a primeira proximidade à caracterização da diversidade bacteriana em pontos de recifes mesofóticos de Cuba.
Referências
Arnosti, C. (2014). Patterns of microbially driven carbon cycling in the ocean: links between extracellular enzymes and microbial communities. Ad. Oceanogra., 2014, 1-12. https://doi.org/10.1155/2014/706082
Atlas, R. M. (2010). Handbook of microbiological media. EE. UU.: CRC Press.
Becker, S., Scheffel, A., Polz, M. F. & Hehemann, J. H. (2017). Accurate quantification of laminarin in marine organic matter with enzymes from marine microbes. Appli. Environ. Microbiol., 83(9). https://doi.org/10.1128/AEM.03389-16
Benson, T. (2001). Microbiological Applications Laboratory Manual in General Microbiology. 8th Edition. EE. UU.: The McGraw-Hill.
Blunt, J. W., Carroll, A. R., Copp, B. R., Davis, R. A., Keyzers, R. A. & Prinsep, M. R. (2018). Marine natural products. Nat. Prod. Rep., 35(1), 8-53. https://doi.org/10.1039/c7np00052a
Casillo, A., Lanzetta, R., Parrilli, M. & Corsaro, M. M. (2018). Exopolysaccharides from marine and marine extremophilic bacteria: structures, properties, ecological roles and applications. Mar. Drugs, 16(2), 69. https://doi.org/10.3390/md16020069
Chen, Y.-Y., Kao, T.-W., Wang, C.-C., Chen, Y.-J., Wu, C.-J., Lai, C.-H. & Chen, W.-L. (2019). Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and risk of disability among an elderly population. Environ. Sci. Pollut. Res., https://doi.org/10.1007/s11356-019-04498-3
Clarke, K. R. & Warwick, R. M. (2001). Change in Marine Communities: An approach to statistical analysis and interpretation (2nd ed.). United Kingdom: PRIMER-E Ltd.
Cui, Y., Chun, S. J., Baek, S. H., Lee, M., Kim, Y., Lee, H. G., ... & Oh, H. M. (2019). The water depth-dependent co-occurrence patterns of marine bacteria in shallow and dynamic Southern Coast, Korea. Sci. Rep., 9(1), 1-13. https://doi.org/10.1038/s41598-019-45512-5
Dang, H. & Lovell, C. R. (2016). Microbial surface colonization and biofilm development in marine environments. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 80(1), 91-138. https://doi.org/10.1128/MMBR.00037-15
Delabary, G. S., Silva, M. C. D., Silva, C. S. D., Baratieri, L. Z., Melo, T. M. D., Stramosk, C. A, ... & Silva, M. A. C. D. (2020). Influence of temperature and culture media on growth and lipolytic activity of deep-sea Halomonas sulfidaeris LAMA 838 and Marinobacter excellens LAMA 842.0 Ocean Coast. Res., 68(e20282) 1-11. https://dx.doi.org/10.1590/S2675-28242020068282
Dias, A. C., Andreote, F. D., Dini-Andreote, F., Lacava, P. T., Sá, A. L., Melo, I. S., ... & Araújo, W. L. (2009). Diversity and biotechnological potential of culturable bacteria from Brazilian mangrove sediment. W. J. Microbiol. Biotechnol., 25(7), 1305-1311. https://doi.org/10.1007/s11274-009-0013-7
Finnerty, W. R. (1994). Biosurfactants in environmental biotechnology. Current Opinion Biotechnol., 5(3), 291-295. https://doi.org/10.1016/0958-1669(94)90031-0
Fuentes, S., Méndez, V., Aguila, P. & Seeger, M. (2014). Bioremediation of petroleum hydrocarbons: catabolic genes, microbial communities, and applications. Applied Microbiol. Biotechnol., 98(11), 4781-4794. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5684-9
Gawas, V. S., Shivaramu, M. S., Damare, S. R., Pujitha, D., Meena, R. M. & Shenoy, B. D. (2019). Diversity and extracellular enzyme activities of heterotrophic bacteria from sediments of the Central Indian Ocean Basin. Sci. Rep., 9(1), 1-9. https://doi.org/10.1038/s41598-019-45792-x
Gilbert, J. A., Steele, J. A., Caporaso, J. G., Steinbrück, L., Reeder, J., Temperton, B., ... & Somerfield, P. (2012). Defining seasonal marine microbial community dynamics. ISME J., 6(2), 298-308. https://doi.org/10.1038/ ismej.2011.107
Glöckner, F. O., Stal, L. J., Sandaa, R.-A., Gasol, J. M., O’Gara, F., Hernandez, F., ... & Pitta, P. (2012). Marine Microbial Diversity and its role in Ecosystem Functioning and Environmental Change. In J. B. Calewaert & N. McDonough (Eds.), Marine Board Position Paper 17 (pp. 5-77) Belgium: Marine Board-ESF. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.5138.6400
Harrigan, W. F. & McCance, M. E. (1968). Métodos de laboratorio en microbiología. España: Academia.
Ifegwu, O. C. & Anyakora, C. (2015). Polycyclic aromatic hydrocarbons: part I. Exposure. In G. Makowki (Ed.), Advances in Clinical Chemistry (pp. 277-304). EE.UU.: Academic Press. https://dx.doi.org/10.1016/bs.acc.2015.08.001
Izadpanah Qeshmi, F., Homaei, A., Fernandes, P. & Javadpour, S. (2018). Marine microbial L-asparaginase: Biochemistry, molecular approaches and applications in tumor therapy and in food industry. Microbiol. Res., 208, 99-112. https://doi.org/10.1016/j.micres.2018.01.011
Jain, R., Zaidi, K. U., Verma, Y. & Saxena, P. (2012). L-asparaginase: A promising enzyme for treatment of acute lymphoblastic leukiemia. People’s J. Sci. Res., 5(1), 29-35. https://imsear.searo.who.int/handle/123456789/140315
Jin, M., Gai, Y., Guo, X., Hou, Y. & Zeng, R. (2019). Properties and applications of extremozymes from deep-sea extremophilic microorganisms: A mini review. Mar. Drugs, 17(12), 656. https://doi.org/10.3390/md17120656
Jones, S. E. & Lennon, J. T. (2010). Dormancy contributes to the maintenance of microbial diversity. Proc. Natl. Acad. Sci., 107(13), 5881-5886. https://doi. org/10.1073/pnas.0912765107
Kai, W., Peisheng, Y., Rui, M., Wenwen, J. & Zongze, S. (2017). Diversity of culturable bacteria in deep-sea water from the South Atlantic Ocean. Bioengineered, 8(5), 572-584. https://doi.org/10.1080/21655979.2017.1284711
Karlapudi, A. P., Venkateswarulu, T. C., Tammineedi, J., Kanumuri, L., Ravuru, B. K., Dirisala, V. & Kodali, V. P. (2018). Role of biosurfactants in bioremediation of oil pollution-a review. Pet. 4(3), 241-249. https://doi.org/10.1016/j.petlm.2018.03.007
Lailaja, V. P. & Chandrasekaran, M. (2013). Detergent compatible alkaline lipase produced by marine Bacillus smithii BTMS 11. World J. Microbiol. Biotechnol., 29(8), 1349-1360. https://doi.org/10.1007/s11274-013-1298-0
Liu, L., Yang, H., Shin, H. D., Chen, R. R., Li, J., Du, G. & Chen, J. (2013). How to achieve high-level expression of microbial enzymes: strategies and perspectives. Bioengineered, 4(4), 212-223. https://doi.org/10.4161/bioe.24761
Liu, Q., Fang, J., Li, J., Zhang, L., Xie, B. B., Chen, X. L. & Zhang, Y. Z. (2018). Depth-resolved variations of cultivable bacteria and their extracellular enzymes in the water column of the New Britain Trench. Front. Microbiol., 9, 135. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00135
Loya, Y., Eyal, G., Treibitz, T., Lesser, M. P. & Appeldoorn, R. (2016). Theme section on mesophotic coral ecosystems: advances in knowledge and future perspectives. Coral Reefs, 35(1), 1-9. https://doi.org/10.1007/s00338-016-1410-7
Lugioyo, G. M., Coto, O., Álvarez, C. & Espinosa, G. (2010). Bacillus species in the oceanic waters adjacent to Cuba: Association between their distribution and metabolic activity. Rev. Cien. Mar. Cost., 2(1), 61-72. https://doi.org/10.15359/revmar.2.5
Lugioyo, G. M., González, D. & García, I. (2020). Evaluación de la calidad del agua de los arrecifes del golfo de Cazones, sur de Cuba, a partir de algunos indicadores microbiológicos y químicos. Rev. Cien. Mar. Cost., 12(1), 9-26. https://dx.doi.org/10.15359/revmar.12-1.1
Miravet, M. E. (2003). Abundancia, actividad y diversidad de las bacterias heterótrofas en el Golfo de Batabanó y su uso como indicadoras ambientales. (Tesis de doctorado no publicada). Universidad de La Habana, Cuba.
Miravet, M. E., Lugioyo, M., Loza, S., Enríquez, D., Delgado, Y., Carmenate, M. & Pérez, D. (2009). Procedimientos para el Monitoreo de la Calidad Ambiental en la Zona Marino Costera a partir de Microorganismos. República Dominicana: Ediciones Centenario.
Miravet, M. E., Martínez-Daranas, B. & Penie, I. (1994). Indicadores microbiológicos del estado de salud de los arrecifes que bordean el archipiélago Sabana-Camagüey. Cuba: Instituto de Oceanología.
Odisi, E. J., Silvestrin, M. B., Takahashi, R. Y. U., da Silva, M. A. C. & Lima, A. O. D. S. (2012). Bioprospection of cellulolytic and lipolytic South Atlantic deep-sea bacteria. Electron. J. Biotechnol., 15(5). https://doi.org/10.2225/vol15-issue5-fulltext-17
Olson, J. B. & Kellogg, C. A. (2010). Microbial ecology of corals, sponges, and algae in mesophotic coral environments. FEMS Microbiol. Ecol., 73(1), 17-30. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2010.00862.x
Ong, K. S., Chin, H. S. & Teo, K. C. (2011). Screening of antibiotic sensitivity, antibacterial and enzymatic activities of microbes isolated from ex-tin mining lake. African J. Microbiol. Res., 5(17), 2460-2466. https://doi.org/10.5897/AJMR11.170
Oppenheimer, C. H. & ZoBell, C. E. (1952). The growth and viability of sixty-three species of marine bacteria as influenced by hydrostatic pressure. J. Mar. Res., 11(1), 10-18.
Prabhu, R. H., Bhise, K. S. & Patravale, V. B. (2017). Marine enzymes in cancer: a new paradigm. In S. Kim & F. Toldrá (Eds.), Advances in Food and Nutrition Research. Marine Enzymes Biotechnology: Production and Industrial Applications, Part III - Application of Marine Enzymes (pp. 1-14). EE.UU.: Academic Press.
Ramlath, L., Keerthana, P. P., Safvana Fathima, P. & Mashhoor, K. (2018). Bacteria from Coral Ecosystem of Kiltan Island, Lakshadweep: Resource for Hydrolytic Enzymes. Int. J. Cell Sci. Biotechnol., 7, 1-9.
Roman, J. (2018). The ecology and conservation of Cuba's coastal and marine ecosystems. Bull. Mar. Sci., 94(2), 149-169. https://doi.org/10.5343/bms.2017.1164
Rudrapati, P. & Audipudi, A. V. (2015). Characterization and bioprocessing of oncolytic enzyme-L-asparaginase isolated from marine bacillus AVP 14. Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res., 30(2), 195-201.
Sanz-Sáez, I., Salazar, G., Sánchez, P., Lara, E., Royo-Llonch, M., Sà, E. L., .... & Acinas, S. G. (2020). Diversity and distribution of marine heterotrophic bacteria from a large culture collection. BMC Microbiol., 20(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/s12866-020-01884-7
Sardessai, Y. N. & Bhosle, S. (2002). Organic solvent-tolerant bacteria in mangrove ecosystem. Current Sci., 82(6), 622-623.
Seeger, M. & Pieper, D. H. (2010). Genetics of biphenyl biodegradation and co-metabolism of PCBs. In K. N. Timmis (Ed.), Handbook of hydrocarbon and Lipid Microbiology (pp. 1180-1198). Germany: Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-540-77587-4_82
Shon, H. K., Vigneswaran, S. & Snyder, S. A. (2006). Effluent organic matter (EfOM) in wastewater: constituents, effects, and treatment. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 36(4), 327-374. https://doi.org/10.1080/10643380600580011
Sivaperumal, P., Kamala, K., & Rajaram, R. (2017). Bioremediation of industrial waste through enzyme producing marine microorganisms. In S. Kim & F. Toldrá (Eds.), Advances in Food and Nutrition Research. Marine Enzymes Biotechnology: Production and Industrial Applications, Part III - Application of Marine Enzymes (pp. 165-179). EE.UU.: Academic Press.
Sivasankar, P., Sugesh, S., Vijayan, P., Sivakumar, K., Vijayalakshmi, S., Balasubramanian, T. & Mayavu, P. (2013). Efficient production of L-asparaginase by marine Streptomyces sp. isolated from Bay of Bengal, India. African J. Microbiol. Res., 7(31), 4015-4021. https://doi.org/10.5897/AJMR12.2184
Trincone, A. (2018). Update on marine carbohydrate hydrolyzing enzymes: biotechnological applications. Molecules, 23(4), 901. https://doi.org/10.3390/molecules23040901
Vela, G. R. & Ralston, J. R. (1978). The effect of temperature on phenol degradation in wastewater. Canadian J. Microbiol., 24(11), 1366-1370. https://doi.org/10.1139/m78-219
Ward, C. S., Yung, C. M., Davis, K. M., Blinebry, S. K., Williams, T. C., Johnson, Z. I. & Hunt, D. E. (2017). Annual community patterns are driven by seasonal switching between closely related marine bacteria. ISME J., 11(6), 1412-1422. https://doi.org/10.1038/ismej.2017.4
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