Estudio de la regulación de la ruta de degradación del ácido 3-hidroxifenilpropiónico en Escherichia coli y sus aplicaciones para el desarrollo de nuevos sistemas de contención activa de microorganismos

Resumen

En esta tesis se han estudiado los elementos reguladores de la transcripción del "cluster" mhp de Escherichia coli para la degradación del ácido 3-hidroxifenilpropiónico. Se han descrito los dos promotores divergentes de esta ruta, Pa y Pr. El activador específico de esta ruta, MhpR, es una proteína capaz de unirse in vitro al promotor Pa. Los compuestos aromáticos capaces de inducir la ruta mhp son 3-hidroxifenilpropiónico (3 HPP), 3-hidroxicinámico (3HCI) y 3-dihidroxifenilpropiónico (DHPP). La activación del promotor Pa esta sometida a represión catabólica por glucosa mediada por el complejo CRP-AMPc. El producto del gen mhpT, la proteína MhpT, es un transportador de 3HPP en Escherichia coli. Se ha demostrado en esta tesis que el sistema de metilación-restricción EcoRI es un sistema idóneo para diseñar circuitos de contención genética en Proteobacterias y mediante la combinación de este sistema con los elementos reguladores MhpR/Pa de la ruta de degradación del 3HPP, se ha desarrollado el primer circuito de contención biológica basado en un sistema de toxina/antídoto que responde a la presencia/ausencia de 3HPP. Además, se ha diseñado por primera vez un circuito dual basado en la combinación de funciones letales distintas (endonucleasa EcoRI y colicina E3), con dianas celulares diferentes (ADN y ARNr) y bajo controles independientes y se ha demostrado que este circuito reduce significativamente la frecuencia de transferencia de un gen marcador flanqueado por las dos funciones letales.