Molecular analysis, physiological study and biotechnological capabilities of Blue Pigmented Bacteria from Puerto Rico.

Abstract

In the microbial world, pigments are one of the most interesting characteristics. There are many bacterial pigments, but some of them, such as blue pigments are unusual. Blue-pigmented bacteria (BPB) are very uncommon; only 4 described genera share this trait. That is why the main objective of this research was to isolate and characterize BPB from Puerto Rico. Three BPB bacteria were isolated, one from Mayagüez, one from Ponce, and one from San German. The isolate from Mayagüez was lost due to a technical failure with the storage place. The other two isolates were morphologically and microscopically analyzed by performing staining and using Scanning Electron Microscopy, and by growing at optimal pH and different temperatures. It was observed that the blue pigment is only produced at 25°C, suggesting that it is sensitive to temperature. The biochemical activities were analyzed using appropriate selective and differential microbiological media and biochemical tests. Previous studies of Vogesella indigofera were used to compare with the results of the unknown bacteria. The 16s rDNA’s of the microorganisms were amplified, sequenced and analyzed in silico. The result of this study showed that the unknown organism is very similar to V. indigofera, a microorganism used as a bioindicator for chromium-contaminated areas. The genes involved in the pigment production were amplified in both bacteria. All of the genes were compared with the one portrayed for V. indigofera and found to be very similar to the ones described for the mentioned bacteria. Different experiments with metals (chromium and copper) and hydrocarbons (diesel and biodiesel) were performed to establish the biotechnological potential of the blue pigmented isolates. Of the two isolates only the one from Ponce was able to grow in one of the assays (in 0.2mM copper). Here is an in depth study of the BPB isolated from Puerto Rico.

En el mundo microbiano los pigmentos juegan un rol muy importante. Existen varios pigmentos bacterianos, pero algunos de ellos como los pigmentos azules son muy inusuales. Las bacterias que exhiben este pigmento son sumamente extrañas y solo de han descrito 4 géneros que comparten esta única característica. Es por esta razón que el objetivo principal de esta investigación es el aislamiento y la caracterización de bacterias con pigmentación azul aisladas de Puerto Rico. Tres bacterias se aislaron; una de Mayagüez, una de Ponce y una de San Germán. La bacteria aislada en Mayagüez fue perdida luego de un percance con eléctrico en el área de almacenamiento. Las bacterias aisladas de Ponce y San Germán fueron analizadas morfológicamente y microscópicamente realizando tinciones, haciendo uso del Microscopio Electrónico de Rastreo y haciendo pruebas de crecimiento optimo en pH y temperatura. Se pudo observar que el pigmento azul solo era visible cuando la bacteria crecía a 25 °C, sugiriendo que el pigmento es sensitivo al cambio de temperatura. Las actividades bioquímicas fueron analizadas usando medio selectivo apropiado y diferentes pruebas bioquímicas. Estudios anteriores de la bacteria Vogesella indigofera fueron utilizados para poder comparar los resultados. El 16s ADN ribosomal de las bacterias aisladas fue amplificado, secuenciado y analizado por bioinformatica. Los resultados de estos estudios nos muestran que las bacterias aisladas son muy similares a V. indigofera, una bacteria que ha sido utilizada como bioindicador de áreas contaminadas con cromio hexavalente. Los genes envueltos en la producción del pigmento fueron amplificados en ambas bacterias aisladas. Todas las amplificaciones fueron comparadas con aquellas publicadas para V. indigofera y se encontró que son muy similares entre ellas. Diferentes experimentos con metales (cromio y cobre) e hidrocarburos (diesel y biodiesel) se realizaron para poder determinar el potencial biotecnológico de las bacterias con pigmentación azul aisladas. Solo el aislado de Ponce pudo crecer en el ensayo de cobre (en 0.2mM cobre). A continuación un estudio de las bacterias con pigmentación azul aisladas de Puerto Rico.