Caracterización de la dinámica de señalización de PhrA en Bacillus subtilis mediante la utilización de biosensores tipo FRET
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Date
2018-03-21
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Publisher
PUCE - Quito
Abstract
El género Bacillus comprende algunos microorganismos de importancia clínica e
industrial que exhiben la capacidad de producir esporas en condiciones de estrés. El proceso
de esporulación demanda un alto gasto energético por lo que es regulado cuidadosamente.
En B. subtilis, este proceso está coordinado por la fosfotransferencia KinA-Spo0F-Spo0BSpo0A y el sistema de percepción de cuórum RapA-PhrA. A pesar del amplio conocimiento
de ambas rutas, aún existen características no descritas que pueden contribuir al desarrollo
de nuevas técnicas de control de la esporulación. El objetivo del presente trabajo fue
caracterizar la señalización de PhrA mediante la utilización de biosensores tipo FRET. Para
ello, se probó la sensibilidad y especificidad del biosensor mediante experimentos de FRETfotoblanqueo. Se realizaron ensayos de esporulación con B. subtilis y B. amyloliquefaciens,
y se monitoreó la producción de PhrA con el biosensor. Más tarde, se elaboró un modelo de
respuesta FRET con la finalidad de implementar el biosensor como una herramienta
cuantitativa. Por último, se diseñaron varios mutantes de B. subtilis con alteración en el
estado de fosforilación de Spo0F. El biosensor demostró sensibilidad a concentraciones
nanomolares y alta especificidad a PhrA. La cepa B. subtilis PhrA-deficiente fue incapaz de
esporular. La producción de PhrA en la cepa silvestre de B. subtilis cesó posterior a las tres
horas de iniciado el proceso de esporulación. Interesantemente, B. amyloliquefaciens
mantuvo la síntesis de PhrA después de la tercera hora y exhibió una eficiencia de
esporulación del 100 %. La parametrización del modelo permitió cuantificar PhrA en los
sobrenadantes de cultivos esporulantes. Todas los mutantes de las quinasas mostraron la
misma eficiencia FRET que la cepa silvestre. En base a los resultados se pudo concluir que
el biosensor presenta alta sensibilidad, especificidad y puede utilizarse como una
herramienta cuantitativa. PhrA resulta esencial para iniciar el proceso de esporulación e
influye en la eficiencia de este proceso. La velocidad de internalización de PhrA depende de la concentración de péptidos competidores, no obstante, no existe competición a nivel de receptor de RapA para PhrA. Por último, la interacción PhrA-RapA-Spo0F es independiente del estado de fosforilación de Spo0F.
Description
Keywords
MICROORGANISMOS, BACTERIAS, GENÉTICA MOLECULAR, BIOSENSORES, ADN
Citation
9874