Rodococcus

Rhodococcus es un género de bacterias Gram positivas aerobias, no esporulantes e inmóviles,estrechamente relacionadas con Mycobacterium y Corynebacterium . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Si bien algunas especies son patógenas, la mayoría son benignas y se ha descubierto que prosperan en una amplia gama de entornos, incluyendo suelo, agua y células eucariotas . Algunas especies tienen genomas grandes, incluyendo el genoma de 9,7 megabases (67 % G/C ) de Rhodococcus sp. RHA1. ^{[ 4 ]}

Las cepas de Rhodococcus son importantes debido a su capacidad para catabolizar una amplia gama de compuestos y producir esteroides bioactivos, acrilamida y ácido acrílico , así como por su participación en la biodesulfuración de combustibles fósiles. ^{[ 4 ]} Esta diversidad genética y catabólica se debe no solo al gran cromosoma bacteriano, sino también a la presencia de tres grandes plásmidos lineales. ^{[ 2 ]} Rhodococcus también es un sistema experimentalmente ventajoso debido a una tasa de crecimiento relativamente rápida y un ciclo de desarrollo simple, pero no está bien caracterizado. ^{[ 4 ]}

Otra aplicación importante de Rhodococcus proviene de la bioconversión, que utiliza sistemas biológicos para convertir materia prima barata en compuestos más valiosos, como su capacidad para metabolizar contaminantes ambientales dañinos, incluyendo tolueno , naftaleno , herbicidas y PCB. Las especies de Rhodococcus suelen metabolizar sustratos aromáticos oxigenando primero el anillo aromático para formar un diol (dos grupos alcohol). Luego, el anillo se rompe mediante mecanismos intra/extradiol, abriéndolo y exponiendo el sustrato a un metabolismo posterior. Dado que la química es muy estereoespecífica, los dioles se crean con quiralidad predecible. Si bien controlar la quiralidad de la reacción química representa un desafío significativo para los químicos sintéticos, los procesos biológicos pueden utilizarse para producir moléculas quirales de forma precisa en casos donde la síntesis química directa no es factible o eficiente. Un ejemplo de esto es el uso de Rhodococcus para producir derivados de indandiol quirales que sirven como intermedios sintéticos para el indinavir , un inhibidor de la proteasa utilizado en el tratamiento del VIH/SIDA. ^{[ 5 ]}

Rhodococcus ha sido ampliamente investigado como un agente potencial para la biorremediación de contaminantes, ya que se encuentra comúnmente en el medio ambiente natural y posee ciertas características que le permiten prosperar en diversas condiciones, además de tener la capacidad de metabolizar muchos hidrocarburos. ^{[ 7 ]}

Los rodococos poseen muchas propiedades que los hacen adecuados para la biorremediación en diversos entornos. Su capacidad para realizar respiración microaerófila les permite sobrevivir en ambientes con bajas concentraciones de oxígeno, y su capacidad para realizar respiración aeróbica también les permite sobrevivir en ambientes oxigenados. ^{[ 8 ]} También realizan fijación de nitrógeno , lo que les permite generar sus propios nutrientes en ambientes con bajos niveles de nutrientes. ^{[ 9 ]}

Los rodococos también contienen características que mejoran su capacidad para degradar contaminantes orgánicos . Su superficie hidrofóbica permite la adhesión a hidrocarburos, lo que mejora su capacidad para degradar estos contaminantes. ^{[ 10 ]} Tienen una amplia variedad de vías catabólicas y muchas funciones enzimáticas únicas. ^{[ 11 ]} Esto les da la capacidad de degradar muchos hidrocarburos tóxicos y recalcitrantes. Por ejemplo, los rodococos expresan dioxigenasas , que pueden usarse para degradar benzotrifluoruro , un contaminante recalcitrante. ^{[ 12 ]} La cepa Rhodococcus sp. Q1, una cepa que se encuentra naturalmente en el suelo y en los lodos de las fábricas de papel, contiene la capacidad de degradar quinolina , varios derivados de piridina , catecol , benzoato y ácido protocatecuico . ^{[ 13 ]} Los rodococos también son capaces de acumular iones de metales pesados , como el cesio radiactivo , lo que permite una eliminación más fácil del medio ambiente. ^{[ 14 ]} Otros contaminantes, como los colorantes azoicos , ^{[ 15 ]} los pesticidas ^{[ 16 ]} y los bifenilos policlorados ^{[ 17 ]} también pueden ser degradados por los rodococos.

El género Rhodococcus tiene dos especies patógenas: R. fascians y R. equi . La primera, un patógeno vegetal, causa la enfermedad de la agalla foliar tanto en plantas angiospermas como gimnospermas . ^{[ 18 ]} R. equi es el agente causal de la neumonía del potro (artritis) e infecta principalmente a potros de hasta tres meses de edad. Sin embargo, tiene un amplio rango de hospedadores, infectando esporádicamente a cerdos, bovinos y humanos inmunocomprometidos, en particular pacientes con SIDA y aquellos sometidos a terapia inmunosupresora. ^{[ 19 ]} Ambos patógenos dependen de un plásmido de virulencia conjugativo para causar la enfermedad. En el caso de R. fascians , este es un plásmido lineal, mientras que R. equi alberga un plásmido circular. Ambos patógenos son económicamente importantes. R. fascians es un patógeno importante de las plantas de tabaco. R. equi , uno de los patógenos más importantes del potro, es endémico en muchas granjas de cría de todo el mundo.

Rhodococcus también se ha identificado como un contaminante de los reactivos de los kits de extracción de ADN y de los sistemas de agua ultrapura, lo que puede provocar su aparición errónea en conjuntos de datos de microbiota o metagenómicos. ^{[ 20 ]}

Rhodococcus comprende las siguientes especies: ^{[ 1 ]}

• R. aerolatus Hwang et al. 2015
• R. aetherivorans Goodfellow et al. 2004
• R. aglutinans Guo et al. 2015
• R. antrifimi Ko et al. 2015
• R. artemisiae Zhao et al. 2012
• " R. australis " Hiddema et al. 1985
• " R. boritolerans " Lin et al. 2012
• R. canchipurensis Nimaichand et al. 2013
• R. cavernicola Lee et al. 2020
• R. cerastii Kämpfer et al. 2013
• R. cercidiphylli Li et al. 2012
• R. chubuensis Tsukamura 1983
• R. coprophilus Rowbotham y Cross 1979 (Listas aprobadas 1980)
• R. corynebacterioides (Serrano et al. 1972) Yassin y Schaal 2005
• " R. daqingensis " Wang et al. 2019
• R. defluvii Kämpfer et al. 2014
• R. electrodiphilus Ramaprasad et al. 2018 ^{[ 21 ]}
• R. equi (Magnusson 1923) Goodfellow y Alderson 1977 (Listas aprobadas 1980)
• R. erythropolis (Gray y Thornton 1928) Goodfellow y Alderson 1979 (Listas aprobadas 1980)
• R. fascians (Tilford 1936) Goodfellow 1984
• R. gannanensis Ma et al. 2017
• R. globerulus Goodfellow et al. 1985
• R. gordoniae Jones et al. 2004
• R. humicola Nguyen y Kim 2016
• R. jostii Takeuchi et al. 2002 ^{[ a ]}
• R. koreensis Yoon et al. 2000
• " R. kronopolitis " Liu et al. 2014
• R. kroppenstedtii Mayilraj et al. 2006
• R. kyotonensis Li et al. 2007
• R. lactis Singh et al. 2015
• R. maanshanensis Zhang et al. 2002
• R. marinonascens Helmke y Weyland 1984
• R. nanhaiensis Li et al. 2012
• R. obuensis Tsukamura 1983
• R. olei Chaudhary y Kim 2018 ^{[ 24 ]}
• R. opacus Klatte et al. 1995
• R. oryzae Li et al. 2020
• R. pedocola Nguyen y Kim 2016
• R. phenolicus Rehfuss y Urban 2006
• " R. psychrotolerans " Silva et al. 2018
• R. pyridinivorans Yoon et al. 2000

• R. rhodnii Goodfellow y Alderson 1979 (Listas aprobadas 1980)
• R. rhodochrous (Zopf 1891) Tsukamura 1974 (Listas aprobadas 1980)
• R. Ruber (Kruse 1896) Goodfellow y Alderson 1977 (Listas aprobadas 1980)
• R. soli Li et al. 2015
• R. sovatensis Táncsics et al. 2017
• R. spelaei Lee y Kim 2021
• R. spongiicola Zhang et al. 2021
• R. subtropicus Lee et al. 2019
• R. triatomae Yassin 2005
• R. trifolii Kämpfer et al. 2013
• R. tukisamuensis Matsuyama et al. 2003
• R. wratislaviensis (Goodfellow et al. 1995) Goodfellow et al. 2002
• R. xishaensis Zhang et al. 2021
• R. yunnanensis Zhang et al. 2005

• R. zopfii Stoecker et al. 1994