Análisis del potencial biodegradativo en sedimentos marinos subantárticos contaminados con hidrocarburos aromáticos policíclicos a partir de una biblioteca metagenómica.

LOVISO, C.L.; LOZADA, M.; DIONISI, H. M.

Buenos Aires

Congreso; XIII Congreso Argentino de Microbiología y II Congreso Microbiología Agrícola y Ambiental; 2013

Asociación Argentina de Microbiología

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), algunos de ellos tóxicosy mutagénicos, son compuestos hidrofóbicos altamente persistentes en elambiente. Numerosos microorganismos han desarrollado estrategias parala degradación de HAPs, siendo capaces de degradar una amplia variedadde compuestos de acuerdo a la especificidad y diversidad de sus rutascatabólicas. Estudios previos realizados en nuestro laboratorio mostraronque comunidades microbianas de sedimentos intermareales de un sitiocrónicamente contaminado con hidrocarburos en Bahía Ushuaia, presentanun alto potencial para la biodegradación de HAPs. Con el objetivo deidentificar clusters de genes involucrados en las vías degradativas de HAPs endichos sedimentos, se construyó una biblioteca metagenómica en fósmidos.La misma cuenta con aproximadamente 46000 clones, representando 1,8Gigabases de información genética de la comunidad microbiana presenteen el sedimento. La detección de genes involucrados en la degradación deHAPs se realizó a partir de dos estrategias complementarias de análisis,molecular y funcional. Ambas estrategias permitieron seleccionar ochoclones conteniendo fragmentos de genomas de 34,5 ± 5 Kb de longitud. Losfósmidos fueron purificados y secuenciados completamente utilizando laplataforma 454-Roche. El análisis taxonómico de las secuencias, utilizandoel programa MEGAN, mostró que los fragmentos clonados podrían pertenecermayormente a alfa, beta o gama proteobacterias. Uno de estos fragmentos seencuentra relacionado con el género marino hidrocarbonoclástico obligadoCycloclasticus. A partir de dichos fragmentos se predijeron y anotaron untotal de 306 marcos abiertos de lectura utilizando el Servicio Integral paraAnálisis Genómico (ISGA). De la totalidad de los genes encontrados, 124se encuentran relacionados con rutas degradativas de HAPs. Entre estosúltimos, se detectaron 18 genes que codifican el componente catalíticode enzimas dioxigenasas, las cuales participan en el primer paso de ladegradación de HAPs. Ocho de estas enzimas comparten 50-70% deidentidad a nivel de aminoácidos con dioxigenasas de Cycloclasticus sp.P1, bacteria degradadora de pireno. Genes de la vía baja de degradaciónde HAPs también fueron detectados en los clones seleccionados medianteensayos funcionales. En uno de ellos fue posible identificar la vía bajacompleta, presentando genes que comparten un 76-96% de identidad a nivelde aminoácidos con enzimas de Novosphingobium sp PP1Y, bacteria marinaespecíficamente adaptada a hidrocarburos. Por otro lado, la identificaciónde genes codificantes para enzimas transposasas e integrasas en algunosclones, sugire que la organización actual de sus genes sería consecuencia deeventos de transferencia horizontal. Estos resultados muestran la presenciade bacterias adaptadas a la utilización de HAPs en sedimentos marinosde Bahía Ushuaia, que estarían empleando diversas vías catabólicas en ladegradación de estos contaminantes.