Bioquímica del crecimiento en acidez de un rizobio modelo: hacia la construcción de una imágen unificada con herramientas proteómicas, transcriptómicas y metabolómicas

DRAGHI W. O.; DEL PAPA M. F.; PISTORIO M.; LOZANO M. J.; GIUSTI M. A.; TORRES TEJERIZO, G.A.; BOIARDI, J. L.; HELLWEG CH.; BARSCH A.; WATT T.; WATT S.; PÜHLER A.; WEIDNER S.; NIEHAUS, N.; LAGARES A.

La Habana, Cuba.

Congreso; XXIV Reunión Latinoamericana de Rhizobiología (XXIV RELAR) y I Conferencia Iberoamericana de Interacciones Beneficiosas Microorganismo-Planta-Ambiente (I IBEMPA); 2009

Asociación Latinoamericana de Rhizobiología

La vida bacteriana está signada por la necesidad de desarrollar mecanismos adaptativos que semodelan a lo largo de la evolución para soportar las características cambiantes del ambienteextracelular. Los rizobios, que pasan parte de su ciclo de biológico fuera de las leguminosas, noescapan a esta característica. Así, si bien es frecuente encontrar mecanismos específicos detolerancia a condiciones particulares de estrés, en términos mucho más generales las especiesbacterianas han evolucionado para combinar del mejor modo posible el conjunto básico de susactividades y rutas metabólicas centrales de modo de mejorar su tasa de supervivencia frente acambios ambientales que ponen en riesgo la persistencia de la especie (de sus pares).Lamentablemente, el uso de aproximaciones clásicas de mutagénesis y complementación hacedifícil la elaboración de una imagen metabólica acabada que refleje el modo en que los rizobiosresponden a un estrés particular. En nuestro laboratorio hemos estudiado con métodos clásicos yómicos el crecimiento y respuestas de rizobios noduladores de alfalfa frente al estrés ácido. Según hemos comunicado anteriormente hemos identificado marcadores proteómicos y transcriptómicos de Sinorhizobium meliloti propios del crecimiento en cultivos continuos neutros y ácidos. Hemos obtenido ahora los metabolomas de esos mismos rizobios y elaborado un modelo unificado que sugiere la presencia de las siguientes respuestas metabólicas frente al desafío ácido: a) mayor actividad de biosíntesis proteica, b) mayor tasa respiratoria aeróbica, c) aumento de la actividad de la ruta de las pentosas fosfato (RuPP), y c) como consecuencia de la actividad anterior incremento del flujo cíclico de carbono desde Fru-6-P a Glc-6-P y hacia una mayor síntesis de EPS. Las evidencias colectadas sugieren fuertemente que el requerimiento de poder reductor es la necesidad primaria del crecimiento de S. meliloti en cultivos continuos ácidos, y que esa necesidad condiciona el funcionamiento de las rutas metabólicas centrales. Los metabolomas que hemos construido son suficientes para diferenciar claramente mediante análisis de componentes principales (PCA) células que han sido crecidas a pH 6,1, 7,0 ó 7,4. El modelo obtenido representa la base formal necesaria para la búsqueda, con herramientas de ingeniería metabólica, de nuevos rizobios que expresen características aumentadas de ácido tolerancia.