Análisis del Potencial Biodegradativo en Sedimentos Marinos Subantárticos Contaminados con Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos a partir de una Biblioteca Metagenómica

LOVISO, CLAUDIA; LOZADA, MARIANA; DIONISI, HEBE

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; XIII Congreso Argentino de Microbiología - 2013; 2013

Asociacion Argentina de Microbiología

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), algunos de ellos tóxicos y mutagénicos, son compuestos hidrofóbicos altamente persistentes en el ambiente. Numerosos microorganismos han desarrollado estrategias para la degradación de HAPs, siendo capaces de degradar una amplia variedad de compuestos de acuerdo a la especificidad y diversidad de sus rutas catabólicas. Estudios previos realizados en nuestro laboratorio mostraron que comunidades microbianas de sedimentos intermareales en un sitio crónicamente contaminado con hidrocarburos de Bahía Ushuaia presentan un alto potencial para la biodegradación de HAPs. Con el objetivo de identificar clusters de genes involucrados en las vías degradativas de HAPs en dichos sedimentos, se construyó una biblioteca metagenómica en fósmidos. La misma cuenta con aproximadamente 46.000 clones, representando 1,8 Gigabases de información genética de la comunidad microbiana presente en el sedimento. La detección de genes involucrados en la degradación de HAPs se realizó a partir de dos estrategias complementarias de análisis, molecular y funcional. Ambas estrategias permitieron seleccionar ocho clones conteniendo fragmentos de genomas de 37,57 ± 5,73 Kb de longitud. Los fósmidos fueron purificados y secuenciados completamente utilizando la plataforma 454-Roche. El análisis taxonómico de las secuencias (programa MEGAN) mostró que los fragmentos clonados podrían pertenecer mayormente a alfa, beta o gamaproteobacterias. Uno de estos fragmentos se encuentra relacionado con el género marino hidrocarbonoclástico obligado Cycloclasticus. A partir de dichos fragmentos se predijeron y anotaron un total de 306 marcos abiertos de lectura utilizando el Servicio Integral para Análisis Genómico (ISGA). De la totalidad de los genes encontrados, 124 se encuentran relacionados con rutas degradativas de HAPs. Entre estos últimos, se detectaron 18 genes codificando el componente catalítico de enzimas dioxigenasas, que participan en el primer paso de la degradación de HAPs. Ocho de estas enzimas comparten 50-70% de identidad a nivel de aminoácidos con dioxigenasas de Cycloclasticus sp. P1, bacteria degradadora de pireno. Genes de la vía baja de degradación de HAPs también fueron detectados en los clones seleccionados mediante ensayos funcionales. En uno de ellos fue posible identificar la vía baja completa, presentando genes que comparten un 76-96% de identidad a nivel de aminoácidos con enzimas de Novosphingobium sp PP1Y, bacteria marina específicamente adaptada a hidrocarburos. Por otro lado, la identificación de genes codificantes para enzimas transposasas e integrasas en algunos clones sugiere que la organización actual de sus genes sería consecuencia de eventos de transferencia horizontal. Estos resultados muestran la presencia bacterias adaptadas a la utilización de HAPs en sedimentos marinos de Bahía Ushuaia, que estarían empleando diversas vías catabólicas en la degradación de estos contaminantes.