Rol de la catalasa monofuncional KatE de Ralstonia solanacearum en la respuesta a estrés oxidativo y en la interacción planta-patógeno

DE PEDRO, ROGER; TONDO, M. LAURA; VALLS, MARC; VANDECAVEYE, AGUSTINA; ORELLANO, ELENA G.

Rosario

Congreso; XXI Congreso y XXXIX Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Rosario (SBR); 2019

Ralstonia solanacearum (Rso) es una β-proteobacteria Gram-negativa del suelo que produce la enfermedad conocida como ?marchitez bacteriana? en más de 200 especies de plantas, incluyendo diversos cultivos de interés agronómico. La producción de especies reactivas del oxígeno (EROs) constituye una de las primeras respuestas de defensa de las plantas a la infección por microorganismos, por lo que las bacterias fitopatógenas deben superar condiciones de estrés oxidativo para lograr establecerse de manera exitosa en su hospedador. En el genoma de la cepa de Rso GMI1000 se identificaron múltiples genes que codifican para enzimas de detoxificación de EROs, incluyendo tres marcos abiertos de lectura para putativas catalasas. El gen RSp1581, el cual codifica para la catalasa monofuncional KatE, se ha sugerido que responde a HrpG, un regulador central de Rso que se activa durante el contacto directo con las células vegetales. Esta observación sugiere que KatE cumpliría un rol durante la colonización del hospedador, contribuyendo a la detoxificación de EROs durante las etapas iniciales de la infección. En este trabajo se caracterizó la respuesta de Rso al peróxido de hidrógeno (H2O2) y se evaluó el rol fisiológico de KatE mediante la construcción y caracterización de una cepa mutante deficiente en dicho gen. Mediante el análisis de extractos proteicos solubles de Rso en geles nativos identificamos dos isoenzimas con actividad catalasa en la cepa salvaje, pudiendo asignar la banda correspondiente a la proteína KatE por comparación con el patrón obtenido en la cepa mutante. Frente al tratamiento con H2O2 las dos isoenzimas exhibieron un aumento en los niveles de actividad, lo que sugiere que ambas participarían de la respuesta a estrés oxidativo en Rso. La cepa mutante Rso katE presentó una cinética de crecimiento similar a la cepa salvaje bajo condiciones de cultivo in vitro y niveles de actividad catalasa significativamente reducidos. Por otra parte, la mutante katE exhibió una mayor sensibilidad al H2O2 que la cepa salvaje y una menor capacidad de adaptación al oxidante. Además, mediante estudios de RT-PCR en tiempo real se corroboró la regulación transcripcional del gen katE por el regulador HrpG y se demostró que este gen se expresa en Rso durante la infección de plantas susceptibles. Se realizaron también pruebas de virulencia en plantas de tomate (Solanum lycopersicum var. Minitomato) observando un progreso más lento de la enfermedad en las plantas infectadas con la cepa mutante. En conjunto, los resultados obtenidos demuestran que el gen RSp1581 codifica para una enzima catalasa funcional (KatE) involucrada en la respuesta a estrés oxidativo de Rso. Los estudios de expresión génica y de interacción planta-patógeno sugieren que KatE contribuye también a la virulencia de esta bacteria, formando parte del regulón que se activa durante el contacto con la planta hospedadora.