Caracterización funcional y estructural del plasmidoma de rizobios empleando Sinorhizobium meliloti como sistema modelo

ABRIL LOURDES PAGNUTTI

La Plata

Jornada; Jornada Institucional Anual Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; 2022

Instituto de Biotecnología y Biología Molecular IBBM

El conjunto de plásmidos accesorios (y otros elementos móviles) constituye en muchas especies bacterianas un recurso genético diverso, compartido, aunque con funciones―en general―poco caracterizadas, debido a la dificultad de identificar las condiciones ambientales específicas en las que los genes particulares del plasmidoma imprimen a las bacterias una ventaja adaptativa (mejora del fitness).En el contexto precedente, el objetivo central del presente trabajo de tesis es el estudio del plasmidoma accesorio del rizobio Sinorhizobium meliloti, hacia la caracterización de su estructura, plasticidad (tamaño, ordenamiento de genes, redundancia, mosaicos), contenido funcional y perfiles de expresión bajo diferentes condiciones. Pondremos énfasis particular en explorar el rol del plasmidoma en la “vida libre” (no asociativa) y en las etapas más tempranas de la colonización radicular (rizosférica) continuando con estudios previos de nuestro laboratorio.Atendiendo a que posiblemente exista correlación entre los niveles de expresión de los genes del plasmidoma y la calidad en su uso de codones sinónimos, en una primera etapa hemos buscado dentro del plasmidoma (>1,4 Mb hoy disponible) aquellos marcos de lectura que presentaron un uso de codones mejor adaptado al aparato traduccional de S. meliloti, estimando para cada gen sus respectivos CAI (Codon Adaptation Index) y tAI (translation Adaptation Index). Con los genes identificados y empleando transcriptomas disponibles en nuestro laboratorio exploraremos el grado de correlación entre usos de codones sinónimos y nivel de expresión para la información codificada en el plasmidoma donde las formas textuales tienen, en general, un uso de codones de baja calidad (López et al. 2019). Por otra parte, los genes que ya hemos identificado con valores destacados de CAI y/o tAI son candidatos para los que podremos evaluar su nivel de expresión en medios de laboratorio y en exudados radiculares.En paralelo, y con el propósito de investigar posibles cambios fenotípicos asociados a la presencia de plásmidos particulares, empleando como herramienta un Tn5-mob y rizobios salvajes portadores de plásmidos accesorios, comenzamos a transferir dichos plásmidos a la cepa S. meliloti 2011-GFP libre de plásmidos accesorios. Las variantes 2011-GFP portadoras de diferentes plásmidos accesorios, varias de las cuales ya están disponibles, serán comparadas con la cepa control sin plásmidos en sus características de crecimiento en medio rico y mínimo, así como en su capacidad de competir por la colonización de la rizósfera. En los meses que siguen abordaremos el secuenciamiento (Nanopore) de los rizobios portadores de los plásmidos transferidos de modo de contar con el contenido génico asociado a los efectos de crecimiento/colonización que puedan observarse. El mapa físico de la colección de plásmidos será asimismo el insumo de entrada para caracterizar la organización, plasticidad y redundancia de información en los diferentes módulos (información general, replicación, movilización) del compartimento plasmídico.