Una visión multiómica aplicada al estudio del estrés en bacterias

DRAGHI, WALTER OMAR

Mar del Plata

Conferencia; IV Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2018

Asociación Argentina de Microbiología

Las poblaciones bacterianas están sujetas a continuos cambios en el ambiente que colonizan. La falta de nutrientes, fluctuaciones de temperatura, radiación UV, desecación, niveles tóxicos de metales, estrés osmótico, oxidativo, o altos/bajos pH, son alguno de los factores que varían en forma continua en el ambiente suelo. Para poder superar dichas fluctuaciones, las bacterias debenser capaces de responder a las mismas a través de cambios en la expresión génica que les permita adaptarse rápidamente a las nuevas condiciones imperantes en el ambiente. Dichos cambios en la expresión génica implican la expresión y el funcionamiento de mecanismos biológicos muy variados, que pueden incluir factores sigma alternativos, sistemas de dos componentes, ARN no codificantes, sistemas toxina-antitoxina, o respuesta severa, por nombrar solo algunos. Los rizobios son proteobacterias capaces de fijar nitrógeno atmosférico en asociación con leguminosas (mayoritariamente), adquiriendo un rol preponderante en el ciclo biogeoquímico de este elemento en la naturaleza. La efectiva asociación simbiótica está, sin embargo, limitada por estreses abióticos que limitan el éxito en la generación de un sistema fijador en las raíces vegetales. En este sentido, la asociación Medicago-Sinorhizobium es reconocida como altamente sensible al estrés ácido, afectando dicho estrés diversos pasos claves en la interacción bacteria-planta. Para obtener un mejor conocimiento de los mecanismos celulares bacterianos implicados en la defensa frente al bajo pH hemos realizado un acercamiento multiómico, utilizando herramientas de proteómica, transcriptómica y metabolómica sobre cultivos in vitro de S. meliloti 2011 creciendo en condiciones controladas de acidez. La integración de los resultados obtenidos nos permitió observar, por ejemplo, que a bajo pH la población bacteriana presentó altas tasas respiratorias celulares, en concordancia con la sobrexpresión de proteínas involucradas en la cadena respiratoria.Paralelamente se observó la implicancia de metabolitos, transcriptos y enzimas involucradas en elfuncionamiento de la vía de las Pentosas Fosfato, sugiriendo un rol activo de la misma a bajo pH.Estos sistemas, junto a otros mecanismos registrados por las distintas ?omicas? utilizadas, nos hanpermitido construir un modelo de funcionamiento celular en condiciones de acidez ambiental paraentender la fisiología bacteriana bajo condiciones de bajo pH.