Regulación génica del sistema lactocina Lac705. Aplicación en un sistema cárneo modelo

Abstract

En el presente trabajo de Tesis se determinó que los niveles de lasbacteriocinas lactocina Lac705 y antilisteria AL705, producidas por Lactobacillus curvatus CRL705, varíandurante las fases de crecimiento del microorganismo y la temperatura de incubación:a 30ºC, mientras los niveles de AL705 se detectan a partir de estadios tempranosy se incrementan conforme avanza el crecimiento exponencial, los niveles deLac705 son detectables principalmente al final de la fase exponencial ycomienzos de la fase estacionaria. Los resultados de expresión de lospromotores divergentes del operón lactocina Lac705 sugieren un controlpost-transcripcional negativo a 39◦C. Los estudios bioinformáticos permitieronidentificar la presencia de los operones sakp/q y sakt/x en el cromosoma de Lb. curvatus CRL705. Los sistemas detransporte ABC en ambos operones serían inactivos: en el operón sakp/q por lapresencia de una secuencia IS de la familia IS30, y en el operón sakt/x por lapresencia de una secuencia IS y de dos fragmentos extra de ADN no caracterizados.La mayor identidad entre las proteínas ABC, peptidasas y secuencias líderes delos prepéptidos fue observada entre los sistemas de lactocina Lac705 y sakacinaSakPQ. Los resultados sugieren que la actividad antilisteria AL705 seríaatribuible a SakP. A pesar del reordenamiento genético y la pérdida de funciónobservada en los operones sakp/q y sakt/x de Lb. survatus CRL705, los mismos muestran una identidad >97% en sussecuencias nucleotídicas con operones similares presentes en otras cepas de Lb. sakei y Lb. curvatus, lo que indica que estos genes tienen un origen comúny que se diseminan permanentemente. Un aporte muy importante de este trabajo deTesis es haber definido las condiciones experimentales para el curado de losplásmidos naturalmente presentes en Lb.curvatus CRL705. La frecuencia de pérdida del plásmido pRC18 fue del 3-5% a39ºC; la gran estabilidad de este plásmido se atribuyó a la presencia de los operones Lac705 y toxina-antitoxina (TA). Secaracterizó el sistema TA como un sistema ?híbrido? organizado en un operón queproduce una antitoxina de 92 aminoácidos (aa), miembro de la superfamiliaYefM/Phd, y una toxina de 118 aa, de la superfamilia RelE. El sistema TAcontribuye a una mayor sensibilidad a la bacteriocina Lac705 y al antibióticobacitracina en células susceptibles. Nuestro modelo propone que el receptorpara lactocina Lac705 es la proteína de membrana UppP, fosfatasa responsable dela defosforilación del undecaprenil-pirofosfato (Upp), compuesto esencial en labiosíntesis del péptido-glicano. Los fenotipos observados en la cepa Sac7, hipersensiblea Lac705, podrían explicarse por niveles aumentados de UppP en la misma. UppPactuaría como nexo entre el complejo toxina-antitoxina y el estrés generado porla unión de Lac705 a la fosfatasa o de la bacitracina a Upp; esto llevaría a unadegradación de la antitoxina dejando libre la toxina libre, la cual ejercerá suefecto tóxico a nivel intracelular. Así, el efecto de lactocina Lac705 seríapotenciado por la activación de la toxina del sistema TA, lo que ejercería unapotente presión selectiva contra células curadas de pRC18.