Mecanismos moleculares de adaptación a los cambios de temperatura en la bacteria antártica "Shewanella frigidimarina"

  1. García Descalzo, Laura
Dirigida per:
  1. Cristina Cid Sánchez Director/a

Universitat de defensa: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 06 de de febrer de 2014

Tribunal:
  1. Concepcion Gil Garcia Presidenta
  2. Rafael Rotger Anglada Secretari
  3. Felipe Gómez Gómez Vocal
  4. José Ramón de Lucas Iglesias Vocal
  5. Jesús Page Utrilla Vocal

Tipus: Tesi

Resum

Para el mejor conocimiento acerca de los límites de la vida estudiamos el modo en que los organismos extremófilos se han adaptado a las diferentes condiciones del medio. Un microorganismo extremófilo es aquel capaz de vivir y desarrollarse en ambientes con condiciones extremas de salinidad, radiación, temperatura, acidez, presión, etc.La temperatura es uno de los factores más limitantes para la vida. La vida a bajas temperaturas supone un rato para las células, que han de hacer frente a la disminución de actividad enzimática, difusión de solutos, cambios en la fluidez membranal, conformación de macromoléculas y decremento de procesos de traducción y replicación.Los psicrófilos son organismos que se han adaptado de manera satisfactoria a estos ambientes fríos. Las estrategias, a nivel molecular, empleadas por ellos están muy relacionadas con la proteínas chaperonas que conforman el control de calidad de la maquinaria celular regulando la conformación y actividad de otras proteínas. Dentro de este grupo se encuentran las proteínas de choque térmico (Hsp), que son las más abundantes y activas y cuyos principales representantes con miembros de las subfamilias Hsp70 (DnaK) y Hsp60 (GroEL). Estas Hsps pliegan de manera correcta a proteínas que están siendo sintetizadas y a proteínas desnaturalizadas, responden frente a diferentes tipos de estrés y coordinan complejos macromoleculares.Para el estudio de la contribución del genoma y el ambiente en la adaptación a la temperatura se comparan las estrategias empleadas por la bacteria antártica Shewanella frigidimarina con una mesófila del mismo género Shewanella oneidensis y otra también psicrófila procedente del mismo ambiente que la primera pero de otro género, Psychrobacter frigidicola.Se cultivaron las tres especies a diferentes temperaturas decidiéndose la comparación de las temperaturas de 4 y 30 grados centígrados para el resto de experimentos. Así, se realizaron estudios de crecimiento ambas temperaturas; cuantificación relativa de expresión génica de las Hsp Dnak, GroEL, GroES y DnaJ en las dos Shewanellas por PCR cuantitativa a tiempo real; inmunodetección de las mismas chaperonas en las tres especies; estudios de expresión diferencial de proteínas (2D-DIGE) del proteoma total e inmunoprecipitación con anticuerpos frente a DnaK y GroEL y separación posterior por electroforesis bidimensional clásica (2DE).A pesar de que las tres bacterias poseen diferentes temperaturas óptimas de crecimiento el desarrollo a 30ºC supone una situación de estrés generalizada en la que se induce la expresión de proteínas chaperonas y de respuesta a estrés térmico y oxidativo. Además, en las psicrófilas a 4 grados centrígrados también aumentan las proteínas antioxidantes.La maquinaria molecular implicada en la adaptación a la temperatura es más compleja en S. oneidensis, algo más sencilla en S. frigidimarina y tiende a simplificarse en P. frigidicola.En relación a los complejos macromoleculares formados por DnaK y GroEL S. oneidensis los establece bajo condiciones de temperatura entre moderadas y bajas. Todo lo contrario ocurre en P. frigidicola que forma estos complejos frente al desarrollo a altas temperaturas. Mientras que S. frigidimarina que, a diferencia de las otras dos bacterias estudiadas, posee un mecanismo de adaptación a los cambios de temperatura regulado preferencialmente de manera post-traduccional, muestra mayor versatilidad en la formación de estos complejos estableciéndolos a lo largo de un rango de temperaturas más amplio.