Búsqueda del regulón "quorum sensing" de acidithiobacillus ferrooxidans mediante estudios proteómicos y determinación del efecto del FE2+ sobre las AHLs producidas por la bacteria

Abstract

Acidithiobacillus ferrooxidans es una de las principales bacterias ácidofilas y quimiolitoautotróficas involucradas en los procesos de biolixiviación. Esta bacteria Gramnegativa es capaz de oxidar tanto el ión ferroso (Fe2+), como compuestos reducidos del azufre con el objetivo de obtener energía para su crecimiento. La mayor parte de las bacterias biolixiviantes crecen adheridas a superficies de sustratos sólidos (minerales). A. ferrooxidans además es capaz de desarrollar biopelículas y exhibir modificaciones morfológicas durante el proceso de adherencia. La formación de biopelículas está regulada en diversas bacterias por el sistema de “Quorum Sensing” (QS). El QS es un proceso en el cual las bacterias se comunican con otras de su misma especie para coordinar su comportamiento y funcionar como un organismo multicelular. El QS regula diversos fenotipos los cuales son el resultado de cambios en la expresión de múltiples genes. Estos son cambios globales dependientes de una familia de reguladores transcripcionales llamadas proteínas tipo R. Este conjunto de genes que se activan o se reprimen en una condición determinada se denomina regulón. Para poder determinar qué genes forman parte de un regulón, se deben realizar experimentos de genómica y proteómica comparativa. Recientemente en nuestro laboratorio se ha caracterizado un sistema QS funcional del tipo AI-1 en la bacteria A. ferrooxidans. Sin embargo, aún no se han identificado ni los genes ni los fenotipos que este sistema regula. Por lo tanto, nos propusimos con esta tesis analizar los efectos sobre el patrón de expresión proteica de A. ferrooxidans de extractos de sobrenadantes de cultivo de A. ferrooxidans, AHLs sintéticas y sus análogos (aAHLs) mediante estudios proteómicos para indagar el regulón QS en esta bacteria. Estos experimentos fueron realizados en un fondo silvestre debido a que aún no se disponen de metodologías para manipular genéticamente a esta bacteria. Se observó que la adición de AHLs y aAHLs inducen cambios que se traducen en variaciones a nivel fisiológico (aumento de número de células), del medio (mayor oxidación de hierro y acumulación de azufre) y del patrón de expresión de proteínas. Otro punto abordado en esta tesis, fue determinar el efecto que tiene el Fe2+ sobre las AHLs producidas por la bacteria. Aparentemente el circuito regulatorio paradigmático de todos los sistemas de QS parece no ocurrir cuando A. ferrooxidans crece en un medio con hierro, puesto que tanto los niveles de AHLs como de transcrito del gen afeI son bajos en este medio de cultivo en comparación con azufre y tiosulfato. Por esta razón, nos propusimos estudiar cuál sería la posible explicación de este fenómeno. Experimentos preliminares nos llevaron a pensar que pudiese existir un putativo complejo entre hierro y AHLs. No es claro aún qué tipo de estructura forman las AHLs con hierro, pero sí es claro que estas moléculas autoinductoras son capaces de unirse al Fe2+ y alterar su patrón de migración en una cromatografía en capa fina (cambia la polaridad).