Biodegradación de fenantreno por cultivos sintéticos: identificación de roles metabólicos mediante análisis transcriptómico

ESTEBAN NIETO; FESTA SABRINA; MACCHI MARIANELA; MORELLI IRMA S; BIBIANA COPPOTELLI

Santiago de Chile

Congreso; XXIV Congreso Latinoamericano de Microbiología ALAM 2018; 2018

Asociación Latinoamericana de Microbiología

Los ecosistemas sintéticos se utilizan para obtener información sobre procesos metabólicos, interacciones, redes, relación diversidad-funcionalidad y para crear interacciones y comunidades con características y funcionalidades deseadas.El objetivo del presente trabajo fue diseñar consorcios sintéticos degradadores de fenantreno, a partir de microorganismos completamente caracterizados, para determinar el rol funcional que ocuparía cada población bacteriana en el flujo del carbono.Se diseñaron consorcios sintéticos combinando cepas aisladas de un consorcio natural obtenido a partir de un suelo contaminado con PAH. Por secuenciación del gen 16S rRNA dichas cepas se identificaron como Sphingobium sp. (AM), Pseudomonas sp. (Bc-h), Pseudomonas sp. (T), Klebsiella aerogenes (B), Inquilinus limosus (I) y Burkholderia sp. (Bk). La caracterización fisiológica mostró que solo las cepas AM y Bk fueron capaces de crecer en fenantreno como única fuente de carbono y energía. El análisis de sus genomas determinó que todas contienen genes relacionados con la vía de degradación del fenantreno, sin embargo las cepas AM y Bk son esenciales para el ataque inicial al anillo aromático. Los consorcios sintéticos CS-C (todas las cepas) y CS-AM (sin la cepa Bk) se inocularon en medio con fenantreno como única FCE alcanzando una eliminación de fenantreno mayor al 99% al día 7 de incubación, significativamente superior a la obtenida en cultivos individuales de las cepas AM (88%) y Bk (97%), demostrando la existencia de relaciones sinérgicas entre las cepas que conforman los CS. Además, el metabolito clave de la ruta de degradación de fenantreno, ácido 1-hidroxi 2-naftoico (AHN), se acumuló en CS-C. El estudio de la expresión de genes funcionales a través de RT-qPCR, mostró en CS-AM una reducción significativa de la expresión de los genes XylE y adhA1c, que actúan en la vía baja de la degradación, con respecto a la cepa AM, demostrando una menor participación de AM en la vía baja de degradación al formar un consorcio. Se diseñaron consorcios sintéticos con alta eficiencia de degradación, evidenciando una relación sintrófica entre AM, responsable del ataque inicial al fenantreno, y el resto de las cepas. En CS-C la relación de competencia que establecería Bk provoca la acumulación de AHN.