PAPEL DEL QUORU SENSING Y DE LA VIA C-DI-GMP EN LA REGULACION DEL DESARROLLO DE BIOPELICULA EN ACIDITHIOBACILLUS FERROOXIDANS.
Autor LINA MARIA RUIZ HINCAPIE
Profesor guía NICOLAS SIMON GUILIANI GUERIN
Para optar al grado de DOCTOR EN CIENCIAS CON MENCION EN MICROBIOLOGIA. Institución UNIVERSIDAD DE CHILE/FACULTAD DE CIENCIAS.
Lugar SANTIAGO, CHILE Año 2010
Páginas 156p.
Disciplina MICROBIOLOGIA. Colección TESIS
Ubicación TESIS/0985D
Resumen
ACIDITHIOBACILLUS FERROOXIDANS ES UNA BACTERIA QUIMIOLITOAUTOTROFICA GRAM-NEGATIVA ACIDOFILA DE GRAN IMPORTANCIA EN LA BIOMINERIA. PARA LAñoBTENCION DE ENERGIA A. FERROOXIDANS OXIDA HIERRO FERROSO O COMPUESTOS REDUCIDOS DEL AZUFRE. ESTE METABOLISMO ENERGETICO ES RESPONSABLE DE LA SOLUBILIZACION DEL MINERAL. LA UNION Y ADHERENCIA DE ESTAS BACTERIAS A SUPERFICIES MINERALES Y LA SUBSIGUIENTE FORMACION DE BIOPELICULA SON IMPORTANTES PARA LA DISOLUCION DEL MINERAL, TANTO EN AMBIENTES NATURALES OCMO EN LAñoPERACION INDUSTRIAL DE LA BIOLIXIVIACION. DICHA UNION SE LLEVA A CABO A TRAVES DE SUSTANCIAS POLIMERICAS EXTRACELULARES. ESTA TESIS APORTA CONOCIMIENTO SOBRE LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE REGULAN EL DESARROLLO DE BIOPELICULAS EN A. FERROOXIDANS. EN PRIMERA INSTANCIA SE PRESENTAN RESULTADOS RELATIVOS A LA CARACTERIZACION DE LA VIA DEL MENSAJERO SECUNDARIO DIGUANILATO CICLICO (C-DI-GMP) EN A. FERROOXIDANS. UNA BUSQUEDA BIOINFORMATICA A NIVEL DE LA SECUENCIA DEL DNA GENOMICO DE ESTE MICROORGANISMO REVELO LA PRESENCIA DE 9 GENES CODIFICANTES PARA PROTEINAS INVOLUCRADAS EN LA VIA DEL C-DI-GMP, INCLUYENDO DIGUANILATO CICLASAS, FOSFODIESTERASAS Y PROTEINAS EFECTORAS DE TIPO PILZ. ENSAYOS DE RT-PCR Y QRT-PCR DEMOSTRARON QUE VARIOS DE ESTOS GENES SE TRANSCRIBEN. EL ANALISIS DE EXTRACTOS NUCLEOTIDICOS PERMITIO DETECTAR LA PRESENCIA DEL MENSAJERO SECUNDARIO C-DI-GMP EN A. FERROOXIDANS, SUGIRIENDO QUE UNAño VARIAS DE LAS POSIBLES DIGUANILATO CICLASAS/FOSFODIESTERASAS (DGCS/PDES) (AFE0056, AFE1360 Y AFE1379) ES (SON) RESPONSABLE(S) DE LA SINTESIS DE C-DI-GMP. LOS CUATRO GENES QUE CODIFICAN PARA POSIBLES DGCS/PDES FUERON CLONADOS Y SOBREEXPRESADOS EN ESCHERICHIA COLI. SOLO, EN LOS RECOMBINANTES SOBREEXPRESANDO LAS PROTEINAS AFE1360 Y AFE1373 SE OBSERVO UNA MAYOR INCORPORACION DE ROJO DE CONGO, LO CUAL INDICA UNA PRODUCCION DE CELULOSA EN E. COLI. SIN EMBARGO, SE DETECTO LA PRESENCIA DEL C-DI-GMP EN LOS EXTRACTOS NUCLEOTIDICOS DE LOS CUATRO RECOMBINANTES SOBREEXPRESANDO LAS POSIBLES DGCS/PDES, INDICANDO QUE EN E. COLI ESTAS PROTEINAS ACTUAN COMO DIGUANILATO CICLASAS. POR OTRO LADO, EL USO DEL BIS(P-NITROFENIL) FOSFATO (BIS-PNPP), UN SUSTRATO ARTIFICIAL SIMILAR AL C-DI-GMP, HA PERMITIDO REVELAR LA PRESENCIA DE UNA ACTIVIDAD FOSFODIESTERASA ESPECIFICA PARA EL C-DI-GMP EN EXTRACTOS PROTEICOS TOTALES DE A. FERROOXIDANS. EL ANALISIS DE LOS NIVELES DEL MENSAJERO SECUNDARIO C-DI-GMP EN CELULAS DE A. FERROOXIDANS DURANTE LA CURVA DE CRECIMIENTO EN TIOSULFATO, REVELAN QUE ALTA DENSIDAD CELULAR, ESTOS SON MUY BAJOS. POR OTRO LADO, SE OBSERVO QUE LOS NIVELES DEL C-DI-GMP SON MAYORES CUANDO A. FERROOXIDANS ES CRECIDO EN SUSTRATOS ENERGETICOS SOLIDOS. FINALMENTE, SE DEMOSTRO QUE CELULAS DE A. FERROOXIDANS CONFORMANDO BIOPELICULAS SOBRE PERLAS DE AZUFRE PRESENTARON NIVELES DE C-DI-GMP 10 VECES MAYORES CON RESPECTO A LAS CELULAS PLANCTONICAS. TODOS ESTOS RESULTADOS SUGIEREN QUE A. FERROOXIDANS POSEE UNA VIA DEL C-DI-GMP FUNCIONAL Y QUE ESTA INVOLUCRADA EN LA REGULACION DE LA FORMACION DE BIOPELICULA. EN ESTA TESIS, TAMBIEN SE ANALIZO EL EFECTO DE VARIAS ACIL HOMOSERINA LACTONAS (AHLS) Y ANALOGOS DE AHLS EN LA UNION A PIRITA DE A. FERROOXIDANS. SE OBSERVO QUE UNA MEZCLA DE AHLS DISMINUYO LA UNION DE A. FERROOXIDANS A LA PIRITA Y LA DENSIDAD CELULAR DE LAS BIOPELICULAS SOBRE PIRITA (RUIZ Y COL, 2008). ESTOS RESULTADOS SUGIRIERON POR PRIMERA VEZ QUE ES POSIBLE MODULAR LA ADHERENCIA DE A. FERROOXIDANS SOBRE SUSTRATO ENERGETICO SOLIDO COMO LA PIRITA MEDIANTE EL USO DE AHLS Y ANALOGOS DE AHLS SINTETICOS. TOMANDO EN CUENTA QUE LA VIA DEL C-DI-GMP Y EL SISTEMA DE "QUORUM SENSING" BASADO EN AUTOINDUCTO RDE TIPO AHL, TIENEN UN PAPEL EN LA REGULACION DE LA FORMACION BIOPELICULA EN A. FERROOXIDANS, NUESTRO LABORATORIO ESTA AHORA MUY INTERESADO EN DISCERNIR LOS POSIBLES PUNTOS DONDE ESTOS SISTEMAS DE SEÑALIZACION CONVERGEN.