Análisis genómico y proteómico de fagos de Lactobacillus plantarum

Abstract

Entre los fagos que infectan a bacterias lácticas, aquellos específicos de Streptococcus thermophilus y Lactococcus lactis han sido los más aislados y mejor caracterizados. Si bien las investigaciones referidas a fagos de Lactobacillus han progresado en los últimos años, el conocimiento de su biología y composición genética aún sigue siendo escasa. En particular, hasta el momento, se ha reportado el aislamiento de 30 fagos infectivos de Lb. plantarum, los cuales fueron aislados de fuentes muy diversas (efluentes, ensilados, vegetales, carnes) y caracterizados principalmente desde el punto de vista fenotípico. Hasta la actualidad, el análisis genómico (y en algunos casos también proteómico) fue realizado para 4 fagos de Lb. plantarum. Por esta razón, el objetivo de este trabajo fue realizar el análisis genómico y proteómico de dos fagos de colección de Lb. plantarum, ATCC 8014-B1 (B1) y ATCC 8014-B2 (B2).Los genomas fágicos fueron secuenciados usando el sistema 454 GS FLX Titanium pyro sequencing (Roche Life sciences) de la plataforma para análisis genómico de la Université Laval (Québec City, Canada). Las secuencias fueron editadas usando el software BioEdit y los ORFs (Open Reading Frames) identificados mediante los programas ORF Finder y GeneMark. Las funciones para cada ORF fueron determinadas usando el programa Blast2go, la base de datos de NCBI (National Center for Biotechnology Information) y EMBL interproscan sequence search. Los ARNt fueron identificados mediante el servidor tRNAscan-SE. Finalmente, las proteínas estructurales de las partículas fágicas purificadas fueron identificadas mediante electroforesis en geles de SDS-PAGE y Cromatografía Líquida acoplada a Espectrometría de Masa en tándem (LC-MS/MS).Para el fago B1, el genoma fue de 38,0 kb mientras que el del fago B2 correspondió a 80,6 kb siendo el contenido de GC de 47,6% y 36,9%, respectivamente. El fago B1 presentó un mecanismo de empaquetamiento del ADN genómico del tipo pac mientras que para el fago B2 fue del tipo cos, con un extremo cohesivo de 11 bp. El análisis bioinformático reveló 60 ORFs para el fago B1, de los cuales 23 (38%) mostraron homología con genes previamente caracterizados. Este fago evidenció elevada similitud con los fagos clP1 (Pediococcus damnosus) y JL-1 (Lb. plantarum). Con respecto al fago B2, se detectaron 127 ORFs y un total de 36 ORFs (28%) mostraron homologías con secuencias depositadas en bases de datos. Las similitudes correspondieron, principalmente, con genes de bacterias Gram positivas y sus fagos. Adicionalmente, para el fago B2 se identificaron 6 ARNt.En cuanto a la identificación de proteínas estructurales, para el fago B1 fueron asociadas 13 proteínas mientras que para el fago B2 fueron identificadas 9. La comparación genómica y proteómica de los escasos fagos de Lb. plantarum secuenciados demuestra una gran diversidad, posiblemente debida a los tan variados nichos ecológicos que los albergan.