ARNr 16S como herramienta aplicada en la caracterización molecular de géneros y especies de bacterias

¹ Liliana Yanet Suárez-Contreras, http://orcid.org/0000-0001-8020-502X, Universidad Francisco de Paula Santander.

² Luz Francy Yañez-Meneses, https://orcid.org/0000-0003-4365-471X Orcid: 0000-0002-1370-4678, Universidad de los Andes - Chile.

Cómo citar:
Suárez-Contreras, L. Y., & Yañez-Meneses , L. F. (2020). ARNr 16S como herramienta aplicada en la caracterización molecular de géneros y especies de bacterias. Respuestas, 25(1), 127-137. https://doi.org/10.22463/0122820X.2430

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La identificación bacteriana se realiza por medio de métodos convencionales basados en las características fenotípicas, puesto que su realización y costos son de más fácil acceso, sin embargo, la identificación molecular permite conocer la verdadera identidad del género y la especie. Se realizó la identificación molecular de 24 cepas de bacterias conservadas en el Banco de Cepas de la Universidad Francisco de Paula Santander, Centro Experimental Campos Eliseos, identificadas bajo criterios fenotípicos macroscópicos y microscópicos. Inicialmente se reactivaron las cepas conservadas en solución salina y se caracterizaron macro y microscópicamente, luego se realizó extracción de ADN y se procedió hacer PCR para amplificar la región ARNr 16S permitiendo tener acceso a la secuencia de ADN de interés; las muestras se enviaron a secuenciar y por medio de herramientas bioinformáticas se conoció la identidad de cada bacteria. Las cepas: BLB003, BLB009, BLB011, BLB012, BLB014, BLB016, BLB018, BLB022, BLB023, BLB024, BLB033, se identificaron como Bacillus cereus; BLB010 como Bacillus thurigiensis; mientras que BLB030, BLB031, BLB032, como Bacillus pumilus; BLB020 como Bacillus amyloliquefaciens; BLB001, BLB004, BLB007, y BLB037, conformaron el grupo de Bacillus subtilis; y es posible que existan ramificaciones divergentes entre especies de Bacillus en arboles filogeneticos. Otra agrupación que se observó en el arbol filogenetico son las cepas BLB019 y BLB029 que corresponden a Achromobacter xylosoxidans y Alcaligenes faecalis respectivamente. También otro grupo BLB013 y BLB017, fueron identificadas como Stenotrophomonas maltophilia. Es importante tener en cuenta que en ocasiones el ARNr 16S presenta una baja capacidad de discriminación para algunos géneros y especies debido a recientes divergencias, es necesario complementar la identificación con el estudio de otros genes.

Keywords: ADN, PCR, microorganismos, bioinformática, Bacillus sp

[1] C. Pizano, R. González, R. López, R. Jurado, H. Cuadros, A. Castaño, A. Rojas, K. Pérez, H. Vergara, A. Idárraga, P. Isaacs-Cubides and H. García, “El bosque seco tropical en Colombia: Distribución y estado de conservación”, 2016.

[2] G. Bou, A. Fernández, C. Garcia, J. Sáenz and S. Valdezcate, “Métodos de identificación bacteriana en el laboratorio de microbiología”, Enfermedades infecciosas y microbiología clínica, vol. 29, no. 8, pp. 601-608, 2011.

[3] M. Godoy, L. Orozco, C. Hernández, O. DaMatac, J. De Waard and S. González, “Identificación de micobacterias no tuberculosas: comparación de métodos bioquímicos y moleculares”, Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología, vol. 28, no. 2, pp. 96-104, 2008.

[4] J. Clarridge, “Impact of 16S rRNA Gene Sequence Analysis for Identification of Bacteria on Clinical Microbiology and Infectious Diseases”, Clinical Microbiology Reviews, vol. 17, no. 4, 840-862, 2004.

[5] O. Fernández, C. García de la Fuente, J. Saéz Nieto and S. Valdezate, “Metodos de identificación bacteriana en el laboratorio de Microbiología”. España: SEIMC. 2010.

[6] F. Rohwer, M. Breitbart, J. Jara, F. Azam and N. Knowlton, “Diversity of bacteria associated with the Caribbean coral Montastraea franksi”, Coral Reefs, vol. 20, 85-91, 2001.

[7] M. Peña-Hidalgo, C. Dávila-Flores, Á. Tresierra-Ayala and J. Castro-Gómez, “Identificación molecular de Escherichia coli enterotoxigénica en niños con infecciones diarreicas agudas mediante la Reacción en Cadena de la Polimerasa”, Ciencia Amazonica, vol. 4, no. 2, pp. 117-122, 2014.

[8] R. Devereux and S. Willis, “Amplification of ribosomal RNA sequences. En A. Akkermans, J. Van Elsas, & F. De Bruijn”, Molecular Microbial Ecology Manual, pp. 277-287, 2004.

[9] L. Márquez, A. Serrato and R. Cerritos, “Secuenciación de fragmentos de ADN”, Herramientas moleculares aplicadas en ecología: Aspectos teóricos y prácticos, 2014. http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/710/secuenciacion.pdf.

[10] Baker, G., S. J., & Cowan, D. Review and re-analysis of domain-specific 16S primers. Journal of Microbiological Methods, 541-555. doi:https://doi.org/10.1016/j.mimet.2003.08.009. (2003).

[11] Carter, I., Schuller, M., James, G., S. T., & Halliday, C. PCR for Clinical Microbiology. En I. Carter, M. Schuller, G. James, S. T., & C. Halliday, PCR for Clinical Microbiology: An Australian and International Perspective (págs. 1-438). Springer. doi:10.1007/978-90-481-9039-3. (2010).

[12] Priest, F., Barker, M., Baillie, L., Holmes, E., & Maiden, M. Population Structure and Evolution of the Bacillus cereus Group. Journal of Bacteriology, 7959-7970. (2004).

[13] Schoen, J., & Wong, A. l. Bacillus cereus Food Poisoning and Its Toxins. Journal food protection. 2005.

[14] Lechner, S., Mayr, R., Francis, K., Prüss, B., Kaplan, T., Wiessner-Gunkel, E., . . . Scherer, S. Bacillus weihenstephanensis sp. nov. is a new psychrotolerant species of the Bacillus cereus group. International journal of systematic bacteriology. 1998.

[15] Klenk, H., Lapidus, A., Chertkov, O., Copeland, A., Rio, D., M, T. N., . . .otros., &. y. Complete genome sequence of the thermophilic, hydrogen-oxidizing Bacillus tusciae type strain (T2) and reclassification in the new genus, Kyrpidia gen. nov. as Kyrpidia tusciae comb. nov. and emendation of the family Alicyclobacillaceae da Costa and Raine. Standards in Genomic Sciences, 121-34. (2011).

[16] Bhandari, V., Ahmod, N., Shah, H., & Gupta, R. Molecular signatures for Bacillus species: demarcation of the Bacillus subtilis and Bacillus cereus clades in molecular terms and proposal to limit the placement of new species into the genus Bacillus. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2712–2726. (2013).

[17] Gordon, R., Haynes, W., & Pang, C. The genus Bacillus. En R. Gordon, W. Haynes, & C. Pang, Agriculture handbook (págs. 36-41). Agricultural Research Servic. (1973).

[18] Rooney, A., Price, N., Ehrhardt, C., Swezey, J., & Bannan, J. Phylogeny and molecular taxonomy of the Bacillus subtilis species complex and description of Bacillus subtilis subsp. inaquosorum subsp. nov. Internationa Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2429-2436. (2009).

[19] Jeyaram, K., Romi, W., Singh, T., Adewumi, G., Basanti, K., & Oguntoyinbo, F. Distinct differentiation of closely related species of Bacillus subtilis group with industrial importance. Journal of Microbiology Methods, 161-164. (2011).

[20] Wang, L., Lee, F., Tai, C., & Kasai, H. Comparison of gyrB gene sequences, 16S rRNA gene sequences and DNA-DNA hybridization in the Bacillus subtilis group. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1846-1850. (2007).

[21] Sicuia, A., Florica, C., & Cornea, C. Biodiversity of Bacillus subtilis group and beneficial traits of Bacillus species useful in plant protection. Romanian Biotechnological Letters , 10737-50. (2015).

[22] De Ley, J., Segers, P., Kersters, K., Mannheim, W., & Lievens, A. Intra- and Intergeneric Similarities of the Bordetella Ribosomal Ribonucleic Acid Cistrons: Proposal for a New Family, Alcaligenaceae. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 405-414. (1986).

[23] Blümel, S., Mark, B., Busse, H., Kämpfer, P., & Stolz, A. Pigmentiphaga kullae gen. nov., sp. nov., a novel member of the family Alcaligenaceae with the ability to decolorize azo dyes aerobically. International Jorunal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1867-1871. (2001).

[24] Brenner, D., Krieg, N., & Staley, J. Genus II. Achromobacter Yabuuchi and Yano 1981, 477VP emend. In Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, (pp. 658-662). Springer. 2005.

[25] Yabuuchi, E., Kawamura, Y., Kosako, Y., & Ezaki, T. Emendation of genus Achromobacter and Achromobacter xylosoxidans (Yabuuchi and Yano) and proposal of Achromobacter ruhlandii (Packer and Vishniac) comb. nov., Achromobacter piechaudii comb. nov., and Achromobacter xylosoxidans subsp. dedenitrificans. Microbiology and Immunology, 429.438. (1998).

[26] Coenye, T., Vancanneyt, M., Falsen, E., Swings, J., & Vandamme, P. Achromobacter insolitus sp. nov. and Achromobacter spanius sp. nov., from human clinical samples. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1819-1824. (2003).

[27] Gomila, M., Prince-Manzano, C., Svensson-Stadler, L., Busquets, A., Erhard, M., Martínez, D., . . . Moore, E. Genotypic and Phenotypic Applications for the Differentiation and Species-Level Identification of Achromobacter for Clinical Diagnoses. PloS One, 1-22. (2014).

[28] Vandamme, P., Moore, E., Cnockaert, M., De Brandt, E., Svensson-Stadler, L., Houf, K., & Spilker, T. L. Achromobacter animicus sp. nov., Achromobacter mucicolens sp. nov., Achromobacter pulmonis sp. nov. and Achromobacter spiritinus sp. nov., from human clinical samples. Systematic and applied Microbiology, 1-10. (2013).

[29] Vandamme, P., Moore, E., Cnockaert, M., Peeters, C., Svensson-Stadler, L., Houf, K., .. . JJ., L. Classification of Achromobacter genogroups 2, 5, 7 and 14 as Achromobacter insuavis sp. nov.,. Systematic and applied Microbiology, 474-81. (2014).

[30] Hugh, R., & Leifson, E. A description of the type strain of Pseudomonas maltophilia. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 133-138. (1963).

[31] Swings, J., De vos, P., Van Den Mooter, M., & & De Ley, J. Transfer of Pseudomonas rnaltophilia Hugh 1981 to the Genus Xanthomonas as Xanthomonas maltophilia (Hugh 1981) comb. nov. International Journey of Systematic and Evolutionary Microbiology, 409-413. (1983).

[32] Palleroni, N., & Bradbury, J. Stenotrophomonas, a new bacterial genus for Xanthomonas maltophilia (Hugh 1980) Swings et al. 1983. International Journal of Systematic Bacteriology, 606-609. (1993).

[33] Finkmann, W., Altendorf, K., Stackebrandt, E., & Lipski, A. Characterization of N20-producing Xanthomonas like isolates from biofilters as Stenotrophomonas nitritireducens sp. nov., Luteimonas mephitis gen. nov., sp. nov. and Pseudoxanthomonas broegbernensis gen. nov., sp. nov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 273-282. (2000).

[34] Wolf, A., Fritze, A., Hagemann, M., & Berg, G. Stenotrophomonas rhizophila sp. nov., a novel plant-associated bacterium with antifungal properties. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1937-1944. (2002).

[35] Yang, H., Im, W., Kang, M., Shin, D., & Lee, S. Stenotrophomonas koreensis sp. nov., isolated from compost in South Korea. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 81-4. (2006).

[36] Heylen, K., Vanparys, B., Peirsegaele, F., Lebbe, L., & De Vos, P. Stenotrophomonas terrae sp. nov. and Stenotrophomonas humi sp. nov., two nitrate-reducing bacteria isolated from soil. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2056-61. (2007).

[37] Kaparullina, E., Doronina, N., Chistyakova, T., & Trotsenko, Y. Stenotrophomonas chelatiphaga sp. nov., a new aerobic EDTA-degrading bacterium. Systematic and Applied Microbiology, 157-62. (2009).

[38] Kim, H., Srinivasan, S., Sathiyaraj, G., Quan, L., Kim, S., Bui, T., . . . Yang, D. Stenotrophomonas ginsengisoli sp. nov., isolated from a ginseng field. international Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1522-6. (2010).

[39] Pinot, C., Deredjian, A., Nazaret, S., Brothier, B., Cournoyer, B., Segonds, C., & S. Favre-Bonte, S. Identification of Stenotrophomonas maltophilia strains isolated from environmental and clinical samples: a rapid and efficient procedure. Journal of Applied Microbiology, 1185-1193. (2011).