Estudio del sistema de traslocación TAT en bacterias intracelulares y su relacion con la fragmentación de operones en genomas reducidos

NUÑEZ P; SORIA M; ROMERO H; FARBER M

Buenos Aires

Congreso; XII Congreso Argentino de Microbiología; 2010

Asociación Argentina de Microbiología

P51 - 28133 ESTUDIO DEL SISTEMA DE TRASLOCACIÓN DE PROTEÍNAS “TAT” EN BACTERIAS INTRACELULARES Y SU RELACIÓN CON LA FRAGMENTACIÓN DE OPERONES EN GENOMAS REDUCIDOS. NUÑEZ, PABLO(1); SORIA, MARCELO(2); ROMERO, HECTOR(3); FARBER, MARISA(1) (1) INTA-CONICET, (2) UBA, (3) UDELAR-URUGUAY El sistema “Twin Arginine Translocation (Tat)” es un sistema de secreción de proteinas plegadas a través de la membrana interna de las bacterias gram negativas. El sistema está constituido por 3 genes (tat A, B y C) que se encuentran en forma de operón en la mayoría de los organismos. En la clase aproteobacterias, analizando la organización y el orden de los genes (sintenia), identificamos diferentes patrones: mientras la mayoría de los órdenes presenta la organización de operón, el orden Rickettsiales presenta una organización dispersa de los componente en el genoma. El objetivo de este trabajo fue identificar y caracterizar funcionalmente el sistema tat para estudiar su potencial rol biológico en el orden Rickettsiales. Seleccionamos organismos con diferentes patrones (Anaplasma marginale, Brucella abortus 2308) con el objetivo de estudiar si la desorganización de la estructura de operón afecta la funcionalidad del sistema. Utilizando RT-PCR verificamos la transcripción de tatA, B y C en ambos organismos y la transcripción policistrónica en el caso de B. abortus. La complementación con los genes tatA y tatB de A.marginale en cepas E. coli sin tatA/tatE y sin tatB, respectivamente, restauró la funcionalidad del sistema; a diferencia de TatC. En el caso de B. abortus, las tres subunidades restauraron la funcionalidad. Utilizando qRT-PCR con el objetivo de estudiar las tasas de transcripción, se verificó una relación de 23:1:1 para los genes  tatA, B y C en A. marginale; mientras que para B.abortus fue de 1:1:1, consistente con la transcripción policistrónica. Estos resultados sugieren que independientemente de la organización de los genes tat, el sistema conserva la funcionalidad. Por otra parte, la relación estequiométrica de las tasas transcripcionales en A. marginale coinciden con la relación estequiométrica propuesta para el complejo proteico en membrana; esto podría sugerir la existencia de mecanismos alternativos de regulación en organismos con un patrón disperso. El proceso de fragmentación de operones fue descripto previamente en bacterias con genomas reducidos. Estudiando la distribución de operones en genomas de la clase a-proteobacterias encontramos una correlación positiva entre el número de operones y el tamaño del genoma. Sin embargo, la proporción de genes que se encuentran en organización de operón se mantiene constante en los organismos (60-80%) independientemente del tamaño. Por otro lado observamos que genomas reducidos poseen mayor proporción de operones pequeños (=2 genes) respecto a los demás genomas (= o más 3 genes). Considerando que la pérdida masiva de genes y los rearreglos genómicos son fenómenos frecuentes en el proceso de reducción genomica de las bacterias intracelulares, proponemos que estos procesos afectan de manera directa los patrones de organización de genes en el grupo de las bacterias del orden Rickettsiales. Esto pone de manifiesto la importancia de estudiar en profundidad los casos de fragmentación y su impacto en la conservación de la funcionalidad de los sistemas, a fin de comprender los mecanismos biológicos de patogénesis e interacción con hospedadores y su evolución, de modo de fortalecer el conocimiento en este grupo de patógenos.