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IMPACTO DE LA RELOCALIZACIÓN DE GENES IMPLICADOS EN EL FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA EN EL CRECIMIENTO BACTERIANO Y LA APTITUD ADAPTATIVA

LAROTONDA, Leticia Inés | BORDIGNON, Belén | COMERCI, Diego José | SOLER BISTUÉ, Alfonso

IIBIO-UNSAM

Introducción y Objetivos:
La tasa de crecimiento (TC) es un parámetro clave de la fisiología bacteriana que varía ampliamente entre microorganismos. Sin embargo, su base genética no se ha esclarecido aún. En bacterias de crecimiento rápido, los genes que codifican para proteínas ribosomales (PR) y la ARN polimerasa (ARNP) se ubican cerca del origen de replicación (oriC). Bacterias de crecimiento rápido se dividen, en condiciones óptimas, en un tiempo menor al requerido por la ADN polimerasa para completar la duplicación del genoma. Esta paradoja se resuelve superponiendo rondas de replicación, al reiniciar la duplicación del ADN en cromosomas parcialmente replicados, un proceso llamado replicación multi-horquilla. Como consecuencia, los genes cercanos al oriC se benefician de una mayor dosis durante esta fase del crecimiento. Por lo tanto, dicho sesgo posicional puede ser una estrategia para maximizar la expresión de los genes de transcripción y traducción. Como la mayoría de estas observaciones provienen de estudios bioinformáticos, nuestro objetivo es probar experimentalmente estas correlaciones en una bacteria de crecimiento rápido.
Materiales y Métodos:
Usamos Vibrio cholerae como modelo experimental. Su genoma puede modificarse ampliamente mediante transformación natural acoplada a técnicas de recombinación basadas en recombinasas de fagos lambdoides. Como loci modelo, estudiamos S10-spc-a (S10), que codifica la mayoría de PR y rpoBC que codifica al núcleo de la única ARNP bacteriana.
Resultados:
Con las herramientas mencionadas anteriormente, alteramos la ubicación genómica de los loci S10 y rpoBC colocandolos a distancias crecientes del oriC. Nuestros resultados muestran que esto provocó una disminución de la TC y de la aptitud adaptativa. Contrariamente a lo esperado, la relocalización de S10 causó un efecto más fuerte. Por otra parte, la relocalización cercana al sitio original no mostró ningún fenotipo por lo tanto, el proceso de relocalización per se no es el responsable de fenotipos observado. A través de la microscopía time-lapse, verificamos que las diferencias en las curvas de crecimiento se deben a cambios en la TC y no a cambios morfológicos, a la pérdida de viabilidad o muerte de una subpoblación. Además, el parámetro de UFC /DO fue invariable entre las cepas, lo que sugiere que la relocalización del locus no altera la viabilidad celular.
Conclusiones:
La alteración de la posición genómica de RP y ARNP afecta directamente la TC. Trabajos previos de genómica comparada asignaban mayor efecto a estas últimas en la predicción del tiempo generacional. Si bien ambos loci afectaron e TC nuestros experimentos muestran lo contrario. En trabajos futuros, buscaremos empujar el crecimiento de Vibrio cholera a su límite inferior.