METAGENÓMICA FUNCIONAL DE UN CONSORCIO BACTERIANO DEGRADADOR DE HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS

FESTA, S; MADUEÑO L; LOVISO C.L.; COPPOPTELLI B.M.; MORELLI I. S.

Capital Federal

Congreso; III Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2015

La aplicación de estrategias metagenómicas al estudio de la funcionalidad de comunidades microbianas degradadoras de hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) posibilita identificar microorganismos, genes o funciones claves para el proceso, además de contribuir a la comprensión de los mecanismos moleculares que controlan el mismo.En estudios previos se aisló un consorcio degradador de fenantreno (CON) a partir de un suelo crónicamente contaminado con hidrocarburos. Utilizando métodos cultivo dependientes se logró identificar en el consorcio la presencia de los géneros Sphingobium, Enterobacter, Inquillinus y Pseudomonas. Sólo se pudo evidenciar capacidad de degradar PAH en un cepa identificada como Sphingobium sp. La composición bacteriana del CON se estudió mediante pirosecuenciación de fragmentos del gen 16S rRNA. Las secuencias obtenidas se clasificaron dentro del filo Proteobacterias (89,4% Alpha, 2,9% Beta y 7,7% Gamma). La frecuencia relativa a nivel de orden reveló la presencia de Sphingomonadales (87,9%), Burkholderiales (2,9%), Rhodospirillales (1,2%), Pseudomonadales (0,4%), Enterobacteriales (6,7%), Rhizobiales (0,3%) y Xanthomonadales (0,6%).En el presente trabajo se llevó a cabo la construcción de una biblioteca metagenómica a partir del ADN de CON. Para ello se extrajo el ADN total, se seleccionaron fragmentos de aproximadamente 40 Kpb y se clonaron en el vector fosmídico pCC2FOS utilizando el Kit CopyControl HTP Fosmid Library Production. Posteriormente, se realizó una selección funcional sobre 8300 clones obtenidos. En total 18 clones presentaron la capacidad de clivar catecol y 2,3-dihidroxibifenilo, sustratos de enzimas extradiol dioxigenasas involucradas en las vías degradativas de PAH, por lo que sus fósmidos fueron purificados y luego secuenciados mediante la plataforma Illumina (INDEAR, Rosario, Argentina). A partir del ensamblado de las secuencias generadas se obtuvieron 2 scaffolds de alrededor de 60 Kpb (65287 y 57312 pb). El análisis de ambos fragmentos mediante el sistema integral de predicción génica y anotación automática RAST, permitió detectar genes relacionados con la degradación de PAH. Las proteínas codificadas por estos genes presentaron dominios pertenecientes a familias de extradiol dioxigenasas así como también mono y dioxigenasas, entre otros dominios vinculados con la degradación de PAH. La asignación taxonómica utilizando el programa PhylopythiaS mostró que dichos scaffolds pertenecerían a Proteobacterias de clase Beta, uno de ellos con un 99% de identidad (74% de cobertura) respecto de una porción del genoma de Burkholderia sp. K24 (bacteria degradadora de anilina) mientras que el otro presentó un 99% de identidad (64% de cobertura) con la misma cepa bacteriana. A través de la estrategia metagenómica utilizada se pudo poner en evidencia la presencia en el consorcio de por lo menos otra especie con capacidad de degradar PAH, distinta de la cepa de Sphingobium sp., obtenida por métodos cultivables.