Señales detectadas por los sistemas de dos componentes de la familia YvfTU de bacterias Gram positivas

FERNANDEZ, PILAR; DIAZ AR ; DE MENDOZA, D; MANSILLA, C

Rosario

Congreso; XXIII Congreso Latinoamericano de Microbiología y XIV Congreso Argentino de Microbiología; 2016

Las bacterias perciben y responden a una variedad de estímulos ambientales usando diferentes mecanismos de transducción de señales, queincluyen a los sistemas de dos componentes (TCS). Bacillus subtilis posee un mecanismo de adaptación al frío que regula la síntesis de ácidosgrasos insaturados. La expresión del gen des, que codifica para una Δ5 desaturasa, se encuentra regulada por el TCS DesKR, constituido por unahistidín quinasa asociada a membrana, DesK, y por un activador transcripcional soluble, DesR. Cuando se produce una disminución en la temperatura DesK fosforila a DesR el cual, una vez fosforilado, se une a dos cajas de repeticiones invertidas del promotor activando latranscripción de des. La desaturasa introduce dobles enlaces en las cadenas de acilo de los fosfolípidos, generando una membrana más fluida.En estas condiciones DesK adopta un estado fosfatasa, defosforila a DesR y silencia así la transcripción de des. Mediante análisis bioinformáticode genomas de bacterias Gram positivas encontramos TCS homólogos al sistema DesKR. Notablemente, corriente arriba y adyacentes a todos ellos encontramos genes que codifican putativos transportadores ABC y que presentan secuencias regulatorias muy similares a las del gen des.Estos TCS fueron denominados familia YvfTU, por el nombre de las proteínas de B. subtilis. Como objetivo de este trabajo nos propusimos determinar si YvfTU de B. subtilis y los TCS homólogos de Staphylococcus aureus y B. anthracis responden a las mismas señales ambientales que DesKR. Para dilucidar cuáles son las señales que inducen a los TCS de la familia YvfTU construimos fusiones transcripcionales de los promotores de los transportadores ABC al gen lacZ y transformamos la cepa salvaje de B. subtilis (JH642), mutantes DesKR‐ (CM24) y mutantes DesKR‐ e YvfTU(CM25). En estas cepas realizamos ensayos de complementación con las respectivas quinasas o el TCS completo. Asimismo realizamos estudiosde complementación usando una cepa reportera de B. subtilis que contiene una fusión transcripcional del promotor de la desaturasa a lacZ(desK::Kn Pxyl‐desR amyE::Pdes‐lacZ).Pudimos determinar que todas las quinasas responden a cambios de temperatura en medios ricos y son sensibles a cambios en la composición del medio de cultivo, como aumento en la concentración de sales y azúcares, y esta respuesta tiene lugar en fase estacionaria. Por otro lado,mientras que DesK responde a cambios de fluidez de la membrana en condiciones isotérmicas, las quinasas de la familia YvfTU no lo hacen.Además, a pesar de la alta identidad encontrada entre las quinasas, reguladores y regiones operadoras de los genes blanco de la familia YvfTU, sólo algunas quinasas son capaces de interactuar con DesR. Estos resultados evidencian la complejidad de las señales detectadas por estas quinasas integrales de membrana y echan luz sobre la posible función que desempeñarían en sus especies nativas, expuestas cada una a factores ambientales muy diferentes.