Estudio de las adaptaciones moleculares al frío de una Pseudomonas de la Antártida

Abstract

Parte importante del conocimiento sobre la adaptación de las bacterias al frío proviene del estudio de la respuesta al choque de frío en organismos mesófilos. Sin embargo, la atención se centra cada vez más en las bacterias psicrófilas de ambientes siempre fríos. Esta Tesis se suma a dicha tendencia al explorar las adaptaciones a la psicrofilia del aislamiento antártico Pseudomonas sp. AU10 con un abordaje centrado en técnicas “ómicas”. Así, la secuenciación de su genoma, acompañada de una serie de ensayos fenotípicos, proporcionó una visión detallada sobre el estilo de vida de esta cepa, incluyendo su versatilidad metabólica, resistencia a antibióticos y metales pesados, y su posible papel como patógeno de artrópodos. Además, se sugiere que AU10 pertenecería a una especie nueva de Pseudomonas, nativa de la Antártida. Mediante un análisis proteómico cuantitativo (LC-MS/MS) a partir de células creciendo a 4 y 30 ºC, o expuestas a un choque de frío, se obtuvo un listado de 439 proteínas con cambios en su abundancia. Su análisis permitió deducir las principales adaptaciones al frío de AU10: la asistencia al ensamblado de ribosomas, el alivio de la estructuración del ARN celular, el recambio de solutos compatibles, el refuerzo en la captación de nutrientes minerales, el cambio en el perfil de lípidos de membrana, el engrosamiento de las envolturas celulares y la formación de agregados celulares y biofilms. Por su parte, la respuesta al choque de frío permitió evidenciar que los mecanismos iniciales de regulación que desencadenan la respuesta se basarían en la rápida proteólisis de factores sigma alternativos y de factores anti-sigma. Todo este panorama muestra que AU10 se adapta al frío de manera bien distinta a como lo hacen los mesófilos. Por último, se estudiaron las siete proteínas de la familia Csp de AU10, debido a su relevancia histórica en el estudio de la respuesta al frío y por los resultados sorprendentes de la proteómica. Solo una Csp se sobreprodujo en frío, mientras que dos fueron a contramano de lo esperado, respondiendo al calor. En particular, CspG fue la proteína con el mayor cambio relativo de todo el análisis (331 veces) y esto fue coincidente con los resultados obtenidos por RT-qPCR. Además, se estudiaron las regiones reguladoras de los genes csp por 5’-RACE y mediante fusiones traduccionales a un gen reportero, lo que permitió hacer inferencias sobre cómo sus largas regiones 5’-UTR determinarían su propia termorregulación. En conclusión, esta Tesis contribuye al entendimiento de los mecanismos moleculares que determinan la psicrofilia en bacterias antárticas y se sentaron las bases para proponer a AU10 como un organismo extremófilo modelo.