Bioprospection and peptidogenomics of novel Streptomyces species from Salar de Huasco

Abstract

Durante la ultima década, el Desierto de Atacama se ha convertido en uno de los mas estudiados biomas de la extremobiósfera para la bioprospección microbiana enfocada en nuevas especies de actinobacterias. Muchos de estos hábitats encontrados en el Desierto de Atacama, incluyendo aquellos definidos como híper-áridos e híper-salinos han demostrado una dominancia de actinobacterias, de las cuales muchas han sido fuente de una nueva quimiodiversidad de productos naturales y clusters de genes biosintéticos de metabolitos especializados de gran interés farmacéutico. El Salar de Huasco es un humedal de altura, atalasohalino y poliextremo en el altiplano Chileno del Desierto de Atacama, caracterizado por sus altos niveles de radiación solar, aridez y alta salinidad de sus suelos. Nuestro primer estudio dependiente de cultivo llevado a cabo en este ecosistema, para el aislamiento selectivo de nuevas especies de Streptomyces, desde muestras de suelo áridas de la orilla del Salar de Huasco, mostró la presencia de una alto número de cepas de Streptomyces fenotípica y genotípicamente diferentes. Algunas de ellas inhibieron exitosamente el crecimiento de patógenos Gram-positivos y negativos, patógenos fúngicos y mostraron citotoxicidad contra líneas celulares de carcinoma hepatocelular (HepG2) y fibroblastos de ratón (NIH-3T3). Dos de las cepas de Streptomyces mas prometedoras demostraron características fenotípicas, genéticas y quimiotaxonómicas que las distinguieron de sus cepas tipo mas cercanas y fueron válidamente descritas como las nuevas especies álcali-tolerantes Streptomyces altiplanensis HST21T y Streptomyces huasconensis HST28T. Un análisis de minería de genomas centrado en proteínas, de estas nuevas especies, reveló un alto número de clusters de genes biosintéticos (CGBs) incluyendo péptidos lazo y lantipéptidos. Streptomyces huasconensis HST28T mostró 4 CGBs de péptidos lazo, de las clases II y IV, de los cuales un nuevo péptido lazo clase II fue exitosamente detectado in vitro por medio de una aproximación peptidogenómica. Este nuevo péptido lazo, denominado huascopeptina, mostró el primer motivo estructural de anillo macrolactámico de siete miembros, el anillo mas pequeño actualmente descrito en un péptido lazo. Nuestros hallazgos sugieren que los ambientes poliextremos como el Salar de Huasco son fuentes prometedoras para explorar nuevos y valiosos productores de productos naturales con potencial farmacéutico.