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IDENTIFICACIÓN DE UNA NOVEDOSA ACIL ACP DESATURASA EN CEPAS DE BACILLUS CEREUS

MOYANO, Martina | TORRES MANNO, Mariano | ESPARIZ, Martín | ALTABE, Silvia

INSTITUTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR DE ROSARIO (IBR-CONICET, FBIOYF, UNR)

Introducción y Objetivos:
Bacillus cereus “sensu lato” o sl. es un grupo bacteriano ecológicamente diverso que comprende un número creciente de especies, muchas de las cuales son de importancia médica o agrícola. Estas bacterias son capaces de crecer en un rango de temperaturas entre 4°C y 50°C. En base a esto, se las ha clasificado en siete “termotipos” que abarcan especies psicrotolerantes, mesófilas y termotolerantes. Estudios recientes sugieren que B. cereus ha ido adaptándose para crecer a temperaturas cada vez más bajas, evolución que tiene importantes implicancias en la Industria Alimenticia. A bajas temperaturas los organismos experimentan una importante disminución de la fluidez de membrana que afecta su funcionalidad. Las bacterias poseen la habilidad de ajustar dicha fluidez modulando la composición de ácidos grasos (AG) en respuesta a las fluctuaciones de temperatura. En bacterias Gram positivas el mecanismo más importante utilizado para este fin es la incorporación de insaturaciones a AG de membrana mediante el empleo de enzimas denominadas desaturasas.
Resultados:
Para comprender el rol de la composición de AG en la adaptación a bajas temperaturas determinamos el patrón de AG de la cepa de B. cereus ATCC 10876 mediante cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Se identificaron AG insaturados (AGI) delta 5, delta10, productos de las desaturasas DesA y DesB ya caracterizadas y, llamativamente, AGI delta 9 aún no descriptos en Bacillus. El análisis bioinformático del genoma de esta cepa permitió identificar un marco abierto de lectura (ORF) anotado como una Acil ACP desaturasa (AAD). En plantas, este tipo de desaturasa sintetiza AGI-delta 9. Este ORF codificaría para una proteína de 310 AA que comparte con la AAD de plantas una identidad del 27% y 43% de similitud. El modelado estructural de esta proteína ajusta perfectamente con la estructura cristalina de la AAD de plantas, por lo que hipotetizamos que este ORF estaría codificando para una AAD que sería la responsable de las síntesis de los AGI-delta 9. Este tipo de desaturasa ha sido descripta únicamente en plantas y micobacterias por lo que decidimos establecer la relación entre la presencia de la misma y la capacidad de crecer a bajas temperaturas en distintas cepas del grupo B. cereus. A su vez, hemos iniciado su caracterización bioquímica. Mediante estudios filogenómicos de 2160 cepas de B. cereus establecimos que la distribución de los genes de la AAD no coincide con la historia evolutiva del grupo, sugiriendo eventos de transferencia horizontal. Avalando esta hipótesis, se identificó la presencia del gen de la ADD en al menos nueve plásmidos distintos, los cuales poseen asociados el gen cpsA que codifica para una proteína inducida significativamente en respuesta al estrés por frío (cold shock protein).
Conclusiones:
Estas observaciones sugieren una correlación entre la presencia de dichos genes y la adaptación de estas cepas a menores temperaturas de crecimiento