Caracterización de una isla de patogenicidad de Bacillus thuringiensis tóxicos para insectos lepidopteros a traves de genomica comparativa

ONCO MI; SAUKA, D.H; BERRETTA, M.F; PÉREZ, M.P; GONZÁLEZ, S; FARBER, M; HOPP, E; BENINTENDE, G.B.

Buenos Aires

Congreso; XIII Congreso Argentino de Microbiologia. II Congreso de Microbiologia Agricola y Ambiental (DiMAyA); 2013

Asociación Argentina de Microbiologia

Bacillus thuringiensis es una bacteria entomopatógena que se caracteriza por sintetizar simultáneamente factores de virulencia tóxicos para invertebrados, entre ellos larvas de diversas especies de lepidópteros. Dentro de estos factores de virulencia, se encuentran aquellos denominados proteínas Cry que son producidos durante la fase de esporulación y se conglomeran en inclusiones cristalinas parasporales, y otros denominados proteínas Vip que se secretan al medio durante la fase vegetativa de crecimiento. Se han descripto cepas que portan entre uno y siete genes insecticidas (cry/vip) distintos contenidos en plásmidos, y que pueden ser transferidos horizontalmente entre cepas por un mecanismo de conjugación. En este estudio se detalla información sobre los genes insecticidas y su ámbito genético en cuatro cepas nativas de B. thuringiensis que son tóxicas para larvas de los lepidópteros Anticarsia gemmatalis y Epinotia aporema. Se realizó la secuenciación de las cuatro cepas nativas mediante el sistema GS FLX (454) de pirosecuenciación (INDEAR, Rosario). El análisis in silico de las secuencias obtenidas reveló que todas las cepas son portadoras del mismo perfil de genes insecticidas (cry1Ab, cry1Ac, cry1Ia, cry2Aa, cry2Ab y vip3Aa), típico de cepas de B. thuringiensis con actividad lepidoptericida. Cinco de esos seis genes (exceptuando cry1Ab) se agrupan en una región de aproximadamente 40 kb con características de islas de patogenicidad. Además de estos genes insecticidas, se hallan otros que codifican elementos móviles, genes similares a integrasas de fagos y 14-16 ORFs entre los que codifican proteínas con similitud a otras de función conocida y otras hipotéticas. Estas islas de patogenicidad mostraron una alta similitud estructural y de secuencia con la reportada en la cepa B. thuringiensis subsp chinensis  CT-43. Cinco de los seis genes insecticidas de CT-43 se encuentran también en dicha región, la cual a su vez forma parte del megaplásmido de mayor tamaño presente en la cepa. La principal diferencia radica en que en las cepas nativas el gen cry1Ac se encuentra sustituyendo el gen cry1Aa presente en CT-43. Ambos genes cry se encuentran flanqueados por entornos genéticos altamente conservados. Estos resultados aportan nuevos elementos para la descripción de islas de patogenicidad en B. thuringiensis. El análisis en detalle de estas regiones puede abrir un camino hacia un entendimiento de los mecanismos a través de los cuáles estos factores de virulencia se movilizan entre cepas.