Papel de los solutos compatibles hidroxiectoína y trehalosa en la tolerancia al estrés térmico y a la desecación en las bacterias chromohalobacter salexigens y rhizobium etli

Resumen

Casi un 30 % del suelo potencialmente cultivable del planeta se encuentra constituido por suelos áridos o semiáridos caracterizados por estar sometidos a condiciones de elevada temperatura y variaciones en la disponibilidad de agua, lo que provoca situaciones de estrés osmótico, afectando todo ello a la supervivencia y al crecimiento de los microorganismos. La acumulación intracelular de solutos compatibles es uno de los mecanismos microbianos más comunes para la adaptación frente a estos tipos de estrés. Entre estos solutos, la hidroxiectoína destaca por sus propiedades protectoras, particularmente frente a la elevada temperatura y a la desecación. Por otra parte, la acumulación de trehalosa se ha descrito en una gran variedad de organismos como agente protector frente a la elevada salinidad, la desecación, la congelación, el calor o las bajas temperaturas. Para el desarrollo de este trabajo nos hemos centrado en el estudio de dos microorganismos, Chromohalobacter salexigens, una bacteria halófila capaz de crecer en un amplio rango de salinidades y cuyo principal mecanismo de osmo- y termoadaptación consiste en la acumulación de los solutos compatibles ectoína e hidroxiectoína, y en menor medida trehalosa, y Rhizobium etli CE3, una bacteria del suelo, capaz de establecer simbiosis con plantas de Phaseolus vulgaris, y que debido a su hábitat natural se encuentra continuamente expuesta variaciones en los parámetros físicos y químicos que la rodean. En la presente Tesis Doctoral hemos caracterizado los genes ectE y ¿-bbh3 de C. salexigens implicados, junto con el gen ectD en la síntesis de hidroxiectoína. Asimismo hemos determinado el papel primordial de este soluto compatible en situaciones de estrés térmico, así como su capacidad protectora frente a la desecación Además, hemos realizado un análisis de la regulación transcripcional de los genes ectE y ectD, lo que ha puesto de manifiesto el papel del regulador transcripcional ectZ en la regulación de la expresión de ambos genes, así como la regulación de ectD a través de los factores ¿32 y ¿70. Por otra parte, mediante la clonación y caracterización del gen otsA de C. salexigens y otsAch de R. etli, principales implicados en la síntesis de trehalosa en ambas bacterias, hemos determinado el papel protector de este soluto compatible frente al estrés osmótico y térmico, así como frente a la desecación en ambos microorganismos.