Caracterización de mecanismos regulatorios involucrados en la homeostasis de Mg2+ en Salmonella enterica

BARCHIESI, J.; CASTELLI, M. E.; SONCINI, F. C.; GARCÍA VÉSCOVI, E.

Fundación Leloir, Buenos Aires, Argentina

Congreso; IV Congreso Argentino de Microbiología; 2007

Sociedad Argentina de Microbiología General (SAMIGE)

El Mg2+  es un catión de vital relevancia biológica, requerido para una extensa variedad de funciones celulares. En Salmonella typhimurium la concentración de Mg2+ es modulada a través del sistema de dos componentes PhoP/PhoQ. Dicho sistema, en ambientes con niveles de Mg2+ limitantes, activa la expresión de diversos genes, entre ellos, dos loci que codifican para dos de los transportadores de Mg2+ presentes en Salmonella, mgtA y mgtCB. Previamente, en nuestro laboratorio se demostró que los genes mgtA y mgtCB están también regulados por los niveles de magnesio intracelular mediante un mecanismo dependiente de la región 5´ no traducida del gen e independiente del sistema PhoP/PhoQ. Paralelamente, y con el objeto de detectar la posible presencia de un factor regulatorio involucrado en el mecanismo descrito, se generó una biblioteca de expresión genómica de Salmonella y se aisló un clon que mostró activación de la fusión transcripcional mgtA-lacZ. Este clon albergaba el gen rob. Rob es un miembro de la familia de reguladores transcripcionales AraC/XylS, que incluye a las proteínas MarA y SoxS. Los tres reguladores reconocen una secuencia consenso común de 20 pb, con un motivo altamente degenerado, denominado caja mar/sox/rob, y poseen diferentes efectos cuantitativos sobre promotores individuales de un conjunto de genes comunes a los mismos. La activación del regulón en E. coli confiere a la bacteria resistencia a antibióticos, superóxidos y solventes orgánicos. En el laboratorio, ensayos de actividad beta-galactosidasa permitieron determinar que el efecto inductor de la expresión de mgtA por Rob se verifica de modo independiente de PhoP/PhoQ, y de la regulación Mg2+-dependiente. Además, no se observó activación de mgtA por reguladores homólogos a Rob, como MarA y SoxS, en un entorno génico salvaje. Mediante ensayos de extensión del cebador, retardo del ADN en geles y de huella digital se caracterizó la región promotora de mgtA dependiente de Rob y se corroboró la presencia de una caja mar/sox/rob. Posteriormente, con la finalidad de determinar la implicancia fisiológica de la regulación de mgtA por Rob, se ensayó el efecto de la mutación en dicho gen sobre la resistencia a solventes orgánicos. Sorprendentemente, la resistencia a ciclohexano mediada por Rob se vio disminuida en un entorno mgtA-, demostrando que MgtA interviene directa o indirectamente, a través de la regulación homeostática del Mg2+ celular, en la resistencia a ciclohexano inducida por Rob. Estos resultados revelan que la regulación Rob-dependiente adiciona un nivel de complejidad extra al control de la expresión de MgtA.