Estudio fenotípico del mutante DZF1(Delta) Oar De Myxococcus Xanthus y de su capacidad biomineralizadora

Abstract

En el estudio fenotípico comparativo durante el ciclo vegetativo de la cepa salvaje DZF1 y del mutante DZF1deltaoar de Myxococcus xanthus no ha revelado diferencias significativas en cuanto al crecimiento vegetativo, movilidad, cohesión celular y formación de fibrillas extracelulares. Por lo que respecta al ciclo de desarrollo, la cepa mutante DZF1deltaoar no produce los cuerpos fructificantes típicos de la cepa salvaje, tan sólo un ligero intento de agregados celulares, y muy tardíamente. La esporulación de la cepa mutante DZF1deltaoar se encuentra muy disminuida, pudiendo deberse a la falta de agregación celular que muestra este mutante. Las mixósporas mutantes, además de estar en menor número y no agregarse, presentan la mayoría de ellas una morfología ovoidal, sin revelar ningún tipo de inmadurez, y mostrando el mismo comportamiento durante la germinación que la cepa salvaje. Los estudios de complementación celular entre DZF1 y DZF1deltaoar revelaron que no existe ninguna complementación debida a una señal difusible. Sin embargo, si existía complementación superficial cuando ambas cepas llegaban a estar en contacto directo, de manera que la cepa salvaje se sirve de la mutante para asegurar con éxito su ciclo de desarrollo, ya que la cepa mutante se mantiene siempre como bacilos periféricos sin llegar a formar parte del cuerpo fructificante. La mutación que presenta la cepa DZF1deltaoar que conlleva la pérdida de una proteína de membrana de elevado peso molecular, afecta a las características biomineralizadoras de este microorganismo, lo que se pone de manifiesto comparando su comportamiento en este sentido con el de la cepa salvaje 422. La forma en que estas características se ven afectadas dependen marcadamente del medio y de las condiciones de cultivo en que se realicen los ensayos. En unos casos parece ser que el efecto es indirecto, a través de la deficiencia en agregación, lo que a su vez provoca un comportamiento distinto del de la cepa 422 en la forma en que los derivados metabolitos originados por el crecimiento bacteriano difunden al medio de cultivo. Esto desemboca en que los gradientes de concentración de los mismos y los gradientes de pH derivados de su aporte evolucionan de forma diferente en el caso de una y otra cepa, lo cual influye, de una parte, en el tipo de mineral que precipita y, de otra, en las morfologías que se desarrollan para un mismo mineral. En el caso del mutante DZF1deltaoar la mutación provoca que los procesos de biomineralización ocurran a mayor velocidad, ocasionando que los minerales originados sean más esqueletales, más amorfos. El hecho de que la biomineralización ocurra con mayor rapidez supone que el grado de sobresaturación que se alcanza en cada caso sea mayor, lo que en las condiciones de precipitación de carbonatos provoca la formación preferente del polimorfo vaterita. A diferencia de lo que ocurre con la cepa silvestre 422 y que también se ha observado con la cepa DZF1 en el medio CMFe, con la cepa mutante no se han podido observar formaciones de células calcificadas. En general, tanto en los diversos medio de cultivo como en las diferentes condiciones ensayadas, la cepa mutante produce menor diversidad de minerales, y en el caso de un mismo mineral, una mayor pobreza de morfologías. Esto podría estar condicionado por los núcleos heterogéneos de cristalización aportados por una y otra cepa, y en los que tendría influencia la ausencia de la proteína de membrana que condiciona la mutación. Si se acepta en que los procesos de cristalización heterogénea debe de existir un reconocimiento molecular, la ausencia de esta proteína podría condicionar el que, según los casos, se dieran o no ciertos minerales, así como el que no se desarrollen determinadas morfologías. En los medios de cultivo que llevan como fuente de carbono, nitrógeno y fósforo extracto de levadura y cuentan, además, con la adición de algún metal (hierro, cobalto, manganeso) condicionan la precipitación de este tipo de fosfato, que en la mayor parte de las veces se ve acompañado de la producción de un carbonato (calcita y vaterita). De otra parte, al producirse los minerales, secuestran parte de los metales presentes, hecho que es digno de tenerse en cuenta por su potencial utilización para procesos de eliminación de metales pesados en aguas contaminadas por los mismos. También destacar que es la primera vez que se describe la producción de barita por una mixobacteria. Así mismo es la primera vez en que hay indicios razonables de producción por una bacteria en condiciones de laboratorio de estanfieldita y de fosforroesslerita