Efectos del cobre en la regulación por Quorum Sensing en Chromobacterium violaceum

Abstract

En la agricultura, el cobre es ampliamente utilizado como fungicida, no solo por su efectividad y por su costo sino también por ser considerado de baja toxicidad. Sin embargo, su uso extensivo lleva a su acumulación en el ambiente. Un aspecto poco estudiado de las elevadas concentraciones de cobre en el ambiente es su influencia en los sistemas de quorum sensing (QS). Estos sistemas son mecanismos regulatorios de la fisiología microbiana que le permiten a una población de microorganismos coordinar su expresión génica mediante moléculas señal. El objetivo de este trabajo es la caracterización del efecto del cobre sobre la regulación por QS en Chromobacterium violaceum, bacteria modelo en el estudio de sistemas de QS. C. violaceum CV026 se cultivó en medio LB caldo o agar. Los cultivos se suplementaron con N-hexanoil-L-homoserina lactona como molécula de QS, y diversas concentraciones de cobre empleado como CuSO4. En este trabajo se analizaron 3 fenotipos regulados por QS en C. violaceum: producción de violaceína, movilidad y actividad exoproteasa. La cuantificación de la violaceína se hizo por espectrofotometría a 575nm. La movilidad se determinó por el diámetro de los halos de crecimiento en medio LB agar (0,5%), y la actividad exoproteasa por el diámetro de los halos de hidrólisis de la caseína en medio agar-leche. A diferencia de la mayoría de los compuestos orgánicos e inorgánicos analizados hasta la fecha, el cobre no tuvo un efecto inhibitorio sobre la producción de violaceína en CV026. Por el contrario, indujo su producción, siendo máxima a una concentración de 0,2 mM. La movilidad también estuvo incrementada por el metal. Sin embargo, la actividad exoproteasa se encontró disminuida en presencia del cobre. A diferencia de otros metales el cobre parece potenciar la actividad del sistema de QS de C. violaceum, lo que se refleja en una mayor producción de violaceína y una mayor movilidad. La menor actividad exoproteasa sugiere que el cobre altera la regulación por QS de diferentes maneras, actuando como inductor y represor. Los resultados sugieren que el cobre en el ambiente puede modificar las interacciones mediadas por QS. A la vez, indican la potencialidad de ser usado para estimular los sistemas de QS de bacterias benéficas y la importancia de la caracterización de este efecto en las patógenas.