Metabacterium polyspora

Metabacterium polyspora es un simbionte gastrointestinal (GI) de los conejillos de india [1]. Estas bacterias grandes (de 12 a 35 micrómetros de largo) tienen en común la habilidad de producir hasta nueve, endosporas de ·phase-bright·, en cada célula madre. Estudios filogenéticos basados en las secuencias de la pequeña subunidad de rARN han mostrado que M. polyspora es una bacteria de bajo contenido de G+C y es Gram positivo. Adicionalmente, se ha mostrado que M. polyspora es bien relacionado a las especies de Epulopiscium[2]. La formación de esporas en M. polyspora forma parte del ciclo de vida normal, y su habilidad a formar múltiple endosporas es un medio importante en reproducción. 

Meta1
Metabacterium polyspora with four, large phase-bright endospores

El desarrollo de M. polyspora es coordinado con el pase de la bacteria a través el tracto gastrointestinal del huésped [3]. Solamente las endosporas maduras sobreviven el pasaje a través la boca y el estomago del conejillo de india. Las esporas entonces germinan en el intestino pequeño. Por un breve periodo durante el ciclo de vida de M. polyspora, justo después de la germinación de la spora, una célula puede ser sometida a fisión binaria. Aunque algunas celulas se dividen, bastante celulas en una populación aparecen sortear esta oportunidad de reproducir por fision binaria y en vez comienzan inmediatamente a formar endosporas. Dentro del intestino pequeño, M. polyspora pasa por el ciego.

cecum contents
Guinea pig cecum contents. This sample contains many M. polyspora cells at various stages of development.

El intestino ciego del conejillo de Indias es un saco oculto grande en la ensambladura entre el intestino pequeño y grande. El intestino ciego es un órgano importante en el sistema digestivo del conejillo de Indias. Abriga una variedad de microorganismos que asisten a la digestión de alimentos. En el intestino ciego, las endosporas de M. polyspora se desarrollan más lejanas del ciego. Las células de M. polyspora pasan del intestino ciego hasta el colon del conejillo de Indias. Como muchos herbívoros que comen alimentos poco digerible, los conejillos de Indias son coprophagous. El reciclaje de las heces no prohíbe al conejillo de Indias una segunda ocasión de extraer los nutrientes de su alimentación. También proporciona M. polyspora los medios de entrar la zona superior del tracto GI. Como endospora inactivo y resistente, M. polyspora puede sobrevivir el mundo áspero exterior y sobrevivir el paso a través de la zona superior de tracto GI. La mayoría de las bacterias que producen endosporas solamente forman una endospora. Las modificaciones simples del programa de esporulación permiten la formación de más de una endospora por una célula madre [3]. Al principio de la esporulación, M. polyspora se divide en ambos extremos. Ambos endosporas terminales son engullidas por la célula madre y ganan la capacidad de dividirse. Con la combinación de la división bipolar y de la división de endosporas terminales engullidas, M. polyspora produce múltiple endosporas terminales, que crecen y se maduran en múltiple endosporas ·phase-bright·. Estas esporas comparten características con otros endosporas incluyendo un núcleo mineralizado que contiene ácido dipicolinico, una corteza y una capa gruesa. 

Meta-life cycle
The life cycle of M. polyspora. Binary fission occurs infrequently. Instead, multiple endospores are formed by division at both cell poles, followed by fission of engulfed forespores.

El ciclo vital de M. polyspora proporciona un paradigma nuevo para la formación de la endospora en la vida de una bacteria. Para la mayoría de las bacterias que forman endosporas la esporulación es un programa de desarrollo, invitado en tiempos de la tensión, que permite que la célula llegue a ser inactiva y pueda preservar su material genético. Para M. polyspora, la esporulación es un medio importante en la reproducción; esto podría ayudar a reforzar la asociación simbiótica de M. polyspora con su anfitrión.

Referencias

  1. E. Chatton and C. Pérard. Schizophytes du caecum du cobaye. II Metabacterium polyspora n. g., n. s. Compendes Rendus Hebdomadaires Societe de Biologie (Paris). (1913) vol. 74, pp. 1232-1234.
  2. E. R. Angert, A. E. Brooks and N. R. Pace. Phylogenetic analysis of Metabacterium polyspora: clues to the evolutionary origin of daughter cell production in Epulopiscium species, the largest bacteria. Journal of Bacteriology (1996) vol. 178, pp. 1451-1456.
  3. E. R. Angert and R. M. Losick. Propagation by sporulation in the guinea pig symbiont Metabacterium polyspora. Proceedings of the National Academy of Sciences USA (1998) vol. 95, pp. 10218-10223.