Estudio de genes codificantes para enzimas policétido sintasa de la cepa fúngica antártica Pseudogymnoascus sp. 131209-E2A-C5II-EB

Abstract

Los hongos filamentosos de ambientes extremos son fuentes promisorias de metabolitos secundarios de carácter novedoso. En particular, el género fúngico Pseudogymnoascus, que habita distintos ambientes fríos, entre ellos la Antártida, posee un metabolismo secundario poco explorado. En estudios previos de la cepa fúngica antártica Pseudogymnoascus sp. 131209-E2A-C5II-EB se identificaron los genes codificantes para enzimas policétido sintasa GymB, GymC, GymD y Gym722, de los cuales solo los dos primeros se expresaron fuertemente en las condiciones de cultivo ensayadas. El objetivo de este trabajo fue identificar nuevos genes codificantes para enzimas policétido sintasa en la cepa Pseudogymnoascus sp 131209-E2A-C5II-EB, e identificar las condiciones de cultivo en las cuales se induce su expresión. Para encontrar estas condiciones de cultivo adecuadas se emplearon distintos medios de cultivo (aproximación OSMAC) y el remodelador de cromatina 5-azacitidina. Por último, se realizaron las primeras actividades para, mediante la técnica de ARN de interferencia, identificar el metabolito sintetizado por la ruta de biosíntesis de la que forma parte el gen GymD. En resumen, en este trabajo se identificó un nuevo gen codificante para una enzima policétido sintasa, al cual se denominó Gym36. Por otro lado, mediante la aproximación OSMAC, se identificó que el medio PDB es donde se obtienen mayores niveles de inducción de manera generalizada de los genes estudiados (a excepción de Gym722 que se mantuvo sin expresión). La adición del remodelador de cromatina 5-azacitidina no logró inducir la expresión de los genes estudiados, pero si se observó que la adición de dimetilsulfóxido logró alterar positivamente los niveles de expresión de estos. Finalmente, por electroporación de conidias germinadas, se logró obtener una cepa transformante de la cepa en estudio con el gen GymD atenuado. Como trabajo futuro, se espera que al contar con un mayor número de cepas atenuantes se pueda identificar el metabolito sintetizado por la ruta de biosíntesis de la que forma parte el gen.

Filamentous fungi from extreme environments are a promising source of novel secondary metabolites. In particular, fungal genus Pseudogymnoascus, which inhabits different cold environments, including Antarctica, has a secondary metabolism that has been poorly explored. In previous studies of the Antarctic fungal strain Pseudogymnoascus sp. 131209-E2A-C5II-EB the genes coding for polyketide synthase enzymes GymB, GymC, GymD and Gym722 were identified, of which only the first two were strongly expressed in the tested culture conditions. The objective of this work was to identify new coding genes for polyketide synthase enzymes in the strain Pseudogymnoascus sp 131209-E2A-C5II-EB, and to identify the culture conditions in which their expression is induced. To find these suitable culture conditions, different culture media (OSMAC approach) and the 5-azacitidine chromatin remodeler were used. Finally, the first activities were carried out to identify, through the RNA interference technique, the metabolite synthesized by the biosynthesis pathway to which the GymD gene belongs. In summary, in this work it was identified a new gene coding for a polyketide synthase enzyme, named Gym36. On the other hand, through the OSMAC approach, it was found that the PDB medium is where the highest levels of induction are obtained in a generalized manner of the genes studied (with the exception of Gym722 that remained silent). The addition of the chromatin remodeler 5-azacitidine failed to induce the expression of the genes studied, but it was observed that the addition of dimethylsulfoxide was able to positively alter the expression levels of these. Finally, by electroporation of germinated conidia, it was possible to obtain a transformant strain of the studied strain with the GymD gene attenuated. As future work, it is expected that having a greater number of attenuating strains, will allow the identification of the metabolite synthesized by the biosynthesis pathway of which the gene belongs.