Papel de los reguladores transcripcionales fur (ferric uptake regulator) en la síntesis de exopolisacáridos y formación de biofilms en anabaena sp. Pcc7120

• Autores: Luis Andrés Sandoval Lozano
• Directores de la Tesis: María F. Fillat (dir. tes.), Emma Sevilla Miguel (dir. tes.), Andrés González Rodríguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2021
• Idioma: español
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• Resumen

  • Las cianobacterias presentan un gran potencial como biofertilizantes debido a sus numerosas estrategias de adaptación, entre las que destaca la producción de biofilms. La matriz del biofilm protege a la cianobacteria y le permite crecer en condiciones hostiles, como deficiencia de nutrientes o altos niveles de salinidad, por lo que puede proliferar en suelos erosionados por la sobrecarga de actividades agrícolas y proveer un soporte para el crecimiento de otros microorganismos beneficiosos. Además, algunas cianobacterias como Anabaena contribuyen a la fertilización con el proceso de fijación biológica de nitrógeno. Trabajos preliminares llevados a cabo por el grupo de investigación en Regulación Génica y Fisiología de Cianobacterias de la Universidad de Zaragoza, sugieren que las tres proteínas de la familia de reguladores transcripcionales FUR (FurA, FurB y FurC) presentes en Anababena sp. PCC7120, pueden controlar algunos de los factores que influyen en la producción de biofilms en esta cianobacteria. En este trabajo se ha analizado el impacto de la desregulación de las proteínas FUR de Anabaena en la producción de biofilms en diferentes condiciones de estrés. Para ello se ha estudiado cómo afecta la deficiencia de nitrógeno y altos niveles de salinidad a la producción de exopolisacáridos presentes en los sobrenadantes de cultivos de Anabaena y como se ven afectadas otras características como su metabolismo, crecimiento y morfología. Además, se han seleccionado un conjunto de genes relacionados con la síntesis de exopolisacáridos y se ha evaluado su posible regulación por FurA y FurC mediante ensayos de cambio en la migración electroforética (EMSA). Estos genes fueron escogidos con base en resultados previos de q-RT-PCR en los que se observó un alto nivel de expresión en condiciones de deficiencia de nitrógeno. Un total de seis glicosiltransferasas fueron evaluadas como dianas potenciales de FUR, la presencia de Fur boxes para FurA y FurC confirmó estos resultados. Adicionalmente, se cuantificó en sobrenadante la cantidad de exopolisacárido producido por la estirpe silvestre de Anabaena sp. PCC7120 y sus variantes de sobreexpresión AG2770FurA, VCS2770FurB y EB2770FurC en deficiencia de nitrógeno y en 300 mM de NaCl. Así mismo se evaluó la capacidad de estas cepas para producir biofilms. Finalmente, se estudió la capacidad protectora de los exopolisacáridos obtenidos del sobrenadante de Anabaena sp. PCC7120 en la germinación de semillas de arroz (Oryza sativa) de la variedad Ariete, sometiendo las semillas durante su germinación en placas de Petri a condiciones de estrés salino (100 mM de NaCl). Los resultados sugieren que FurA y FurC están relacionados con el control de la expresión de genes implicados en la formación de biofilms en Anabaena.