Percepción e interceptación de señales de quórum en Azospirillum brasilense Az39

J. GUALPA; S. NIEVAS; M. OBANDO ; M. CAMARA; F. CASSAN

Pucon

Congreso; III Taller Latinoamericano de PGPR y el II Simposio Internacional en Biotecnología y Medio ambiente; 2016

Centro de Excelencia en Investigación Biotecnología Aplicada al Medio ambiente (CIBAMA) y el Centro Biotecnologico de Estudios Microbianos (CEBEM)

Las poblaciones bacterianas que habitan en la rizósfera, producen y detectan pequeñas moléculas difusibles (generalmente del tipo N-acil homoserin lactonas -AHLs-) censando de este modo su hábitat natural, permitiendo así responder a las condiciones ambientales para asegurar una rápida adaptación, un adecuado establecimiento del nicho ecológico y el éxito reproductivo, ventajas esenciales para la supervivencia, a este fenómeno se lo denomina detección de quórum o ?quorum sensing? (QS). Por otro lado, los microorganismos han evolucionado mecanismos para responder y/o inactivar las señales de quórum, es lo que se conoce como interceptación de quórum o ?quorum quenching? (QQ). A pesar de su gran importancia agronómica y de que existen actualmente varios genomas completamente secuenciados del género Azospirillum, no se han desarrollado muchos estudios o existen reportes contradictorios a nivel de los genes y proteínas que regulan los mecanismos de quórum en esta rizobacteria, por lo tanto, es escaso el entendimiento acerca de los procesos de interacción Azospirillum-Azospirillum; Azospirillum-bacteria y planta-Azospirrillum mediados por quórum. El objetivo de este trabajo fue evaluar mediante herramientas bioinformáticas (In silico), bioensayos con cepas reporteras y cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masa en tándem, LC-MS/MS (In vitro) la presencia de mecanismos de QS y QQ en Azospirillum brasilense Az39 la cepa más utilizada en la formulación de bioinoculantes en Argentina. Los resultados obtenidos mostraron que si bien Az39 no produce moléculas del tipo AHLs si es capaz de degradarlas, lo que se correlaciona con la ausencia de la secuencia de una AHL sintasa putativa (Tipo-LuxI) y la presencia de una AHL acilasa en el genoma de la bacteria ambas comprobadas in silico e in vitro. Interesantemente, de los 28 reguladores LuxR presentes en el genoma de Az39, solo uno contiene un dominio N-terminal de unión a AHLs. Esto indica la existencia de un LuxR solo (LuxR no cognado) clave para la comunicación bacteriana a nivel rizosférico. Estos resultados sugieren que esta cepa en el medio ambiente puede potencialmente degradar las AHLs exógenas de las bacterias con las que comparte nicho y además responder a moléculas de estructura química similar provenientes de eucariotas superiores, modulando así la interacción entre comunidades microbianas y plantas.