Poliextremófilos de las LAPAs: estudio genómico y ultraestructural

Abstract

Los microorganismos poliextremófilos son aquellos que desarrollan diferentes mecanismos para adaptarse a entornos extremos. Las Lagunas de Altura Puno Andinas (LAPAs) ubicadas a altitudes mayores a los 3.000 msnm son un ejemplo de ambientes extremos, caracterizándose por recibir elevada radiación UV, poseer altas concentraciones de metales pesados, alta salinidad y temperaturas extremas; estableciendo una fuente microbiana diversa con modelos interesantes para llevar a cabo estudios de biomoléculas y sistemas implicados en dichas adaptaciones, con aplicaciones biotecnológicas prometedoras. En este trabajo, analizamos el genoma y la ultraestructura de dos bacterias poliextremófilas tras la exposición a rayos UV: Exiguobacterium sp. S17 aislado de estromatolitos modernos de Laguna Socompa (3.750 msnm) y Acinetobacter sp. Ver3 aislado de la Laguna Verde (4,100 msnm). Los cultivos celulares de S17 y Ver3 con una densidad óptica a 600 nm (DO600) de 0,6 A se sometieron a radiación artificial UV-B durante diferentes tiempos: 0 (control), 60, 90 y 120 min, tomando alícuotas en cada momento para realizar microscopia electrónica de transmisión (TEM) y de barrido (SEM). Las muestras se fijaron con solución de Karnovsky (formaldehído 8 % v/v, glutaraldehído 25 % v/v, y solución tamponada con fosfato (pH 7,4)) durante 48 h a 4°C y se siguieron las técnicas convencionales de preparación de muestra biológica. Para la observación se utilizó el microscopio electrónico de transmisión Zeiss LIBRA 120 (Carl Zeiss AG, Alemania) y el microscopio electrónico de barrido Zeiss SUPRA 55VP (Carl Zeiss NTS GmbH, Alemania). La anotación genómica de ambas cepas se realizó utilizando los procedimientos operativos estándar (SOP) para la anotación procariota de ISGA y del servidor de anotación RAST. BLAST se utilizó para comparar el genoma con especies cercanas. Con el estudio genómico se identificó, en ambas cepas, genes cuyos productos están involucrados en la biogénesis del Pili Tipo IV (T4P): PilM/N/O/P (complejo de ensamblaje en la membrana interna); PilA (pilina); ATPasas PilT, PilB (responsables de la motilidad de contracción). Mediante las técnicas de microscopia electrónica se evidenció la presencia de tales estructuras superficiales. Por SEM, en S17, se revelaron dos tipos de apéndices celulares: estructuras cortas en forma de pilus y extensiones largas (nanotubos) que variaban en longitud, distribuidas de manera irregular sobre la superficie celular y, a veces, conectando bacterias. Ver3 se presentó formando agregados y variando, en cierta medida, su morfología. Con TEM se observaron que las membranas de ambas cepas se conservaron a lo largo de las diferentes exposiciones al UV-B, evidenciando la resistencia a este factor, ratificando la denominación de poliextremófilas. En futuras investigaciones, los principales objetivos serán examinar el proteoma y el transcriptoma de los sistemas que implican la comunicación intercelular.