Regulación de las metiltransferasas del ARNr 16s de resistencia a aminoglucósidosanálisis funcional y mutacional del 5'-UTR de arma

Resumen

La resistencia a antibióticos es una grave amenaza para la medicina moderna. A medida que la prevalencia de la resistencia aumenta, la eficacia de los antibióticos considerados de último recurso también se ve amenazada. Existen mecanismos de resistencia, tales como las metiltransferasas adquiridas del ARNr 16S, que confieren elevados niveles de resistencia frente a antibióticos de último recurso, los aminoglucósidos. Gracias a su entorno genético móvil la presencia de estos genes es cada vez mayor en patógenos importantes, muchas veces asociados a otros genes de resistencia relevantes. Usando como modelo ArmA, la metiltransferasa adquirida más prevalente, evaluamos el mecanismo de regulación responsable de la expresión de este gen. Mediante truncamientos de la región corriente arriba de armA identificamos un dominio situado inmediatamente antes del lugar donde se inicia la transcripción de arma; según fue confirmado se sitúa 139 nucleótidos corriente arriba de armA. La fusión de la región 5¿ de armA al gen marcador lacZ demostró una expresión constitutiva de armA que no se ve afectada por la presencia o ausencia de antibióticos ni por la presencia de la metiltransferasa activa. Estos resultados sugieren un mecanismo transcripcional de regulación, por lo que a continuación realizamos experimentos de mutagénesis de la región promotora para identificar los nucleótidos claves para la expresión de armA. Los nucleótidos conservados en la región promotora presentaron un alto grado de identidad comparado con aquellas reconocidas por el factor sigma RpoD. El análisis mediante Western Blot y RT-qPCR a lo largo del crecimiento bacteriano mostró un pico de expresión de la metiltransferasa en la fase exponencial, que se corresponde con la actividad del factor sigma. Esta forma de inducción asegura que los niveles intracelulares de ArmA sean suficientes para actuar sobre todos los ribosomas celulares, cuyo número fluctúa a lo largo de las fases de crecimiento.