Instituto de Biotecnologia UNAM

Grupo de la Dra. Elda Guadalupe Espin

Azotobacter vinelandii es una bacteria filogenéticamente cercana a especies de Pseudomonas que sufre un proceso de diferenciación para formar quistes resistentes a la desecación. Esta bacteria también produce varios compuestos de importancia industrial entre los que se encuentran: los alginatos, polisacáridos extracelulares; polihidroxibutirato (PHB), un poliéster intracelular y una familia de 5-n-alquilresorcinoles (AR), que son lípidos fenólicos sintetizados comúnmente por plantas. Estos tres polímeros están presentes en los quistes maduros.

En mi grupo estudiamos la genética molecular de la biosíntesis de alginatos, de PHB y de alquilresorcinoles, así como la genética y la fisiología del enquistamiento. El objetivo de nuestra investigación es contribuir a la generación del conocimiento sobre la expresión génica que conduce a la diferenciación bacteriana y a la producción de polímeros y su papel en esta bacteria. Otro de los objetivos de nuestro grupo es el uso del conocimiento generado para la construcción de cepas que puedan ser utilizadas para la producción de alginatos y de PHB. En mi grupo se identificaron y caracterizaron los genes que codifican para las enzimas de las vías biosintéticas de alginatos (alg) y PHB (phb), así como un grupo de 10 genes (ars), cuyos productos son esenciales para la síntesis de Ars. También hemos identificado genes que participan en la regulación de la expresión de los genes biosintéticos de estos polímeros y en la diferenciación. Estos incluyen al sistema de dos componentes gacS-gacA, el factor sigma de fase estacionaria RpoS, el activador transcripcional AlgR, el sistema conocido como PTS-Ntr (ptsP, ptsO y ptsN) que participa en la regulación de la síntesis de PHB: y el sistema formado por el factor sigmaE o AlgU y sus antisigmas mucA y mucB que regulan la síntesis de alginatos y la formación de quistes. El sistema GacA/GacS. Como parte de nuestros estudios del sistema de regulación Global GacA/GacS y su papel en el control de la síntesis de alginatos, PHB y alquilresorcinoles encontramos que el control que lleva a cabo GacA sobre la expresión de los genes biosintéticos de PHB y de alginatos, se lleva a cabo de manera indirecta, a través de una cascada de señalización en la que interviene el sistema de regulación post-traduccional RsmA/rsmB, en donde RsmA es una proteína pequeña que se une al sitio de unión a ribosoma de sus RNAm blanco impidiendo su traducción, y rsmB es un RNA pequeño no codificante que se une a la proteína RsmA contrarrestando su actividad negativa sobre la traducción. El grupo del Dr. Castañeda de la BUAP en colaboración con nuestro grupo demostró que la proteína GacA activa la transcripción del gen rsmB, y que este a su vez interactúa con la proteína RsmA. También se demostró que la proteína RsmA interacciona con la región líder del RNAm del gene algD cuyo producto es la enzima clave de la síntesis de alginato (Manzo et al Arch Microbiol sometido). En mi laboratorio encontramos que la proteína RsmA puede interactuar con la región líder de los RNAm phbB y phbR cuyos productos participan en la síntesis y regulación del PHB. Durante este periodo demostramos que en la mutante rsmA la vida media de los transcritos phbB y phbR se disminuye con respecto a los aislados de la cepa silvestre (Hernández-Eligio et al en preparación). PHB: Además de el sistema Gac-Rsm, previamente demostramos que el sistema PTS-Ntr que consiste de tres proteínas enzima INtr, Npr y IIANtr que participan en la cascada de fosforilación también controla la síntesis de PHB a través de un intermediario que modula la expresión de phbB y phbR (Noguez et al 2008. J Mol Microbiol Biotechnol 15:244-254).

Durante este periodo se llevaron a cabo estrategias para identificar dicho intermediario y estamos en proceso de caracterizar algunos candidatos. Durante este periodo se llevo a cabo la caracterización de dos genes cuyos productos posiblemente participan en el catabolismo (depolimerización de PHB) y su papel en la germinación de los quistes. Alquilresorcinoles: Durante este período se concluyó la construcción de cepas con mutaciones polares y no polares en cada uno de los 11genes arsA-arsK y el estudio de su fenotipo respecto a la síntesis de alquilresorcinoles y de formación de quistes resistentes a la desecación (Segura et al en preparación) y se llevaron a cabo estudios sobre la organización transcripcional de el grupo de genes arsA-arsD (Segura et al J Bacteriol 191:3142-3148). Se estudió la regulación de estos genes por el activador transcripcional ArsR, el factor sigma RpoS y el sistema Gac-Rsm (Romero Y. et al en preparación) Alginatos. Durante este período se trabajo en la caracterización de mutantes sobreproductoras de alginatos, lo que nos permitió en colaboración con el Dr. Bogachev de la Universidad de Moscu, caracterizar el papel de la enzima NADH:ubiquinona oxodireductasa translocadora de Na+ (NQR) en la producción de alginatos (Núñez et al et al 2009. Microbiology 155: 249-256), y en el funcionamiento del motor flagelar (Núñez et al en preparación).

Durante este periodo también se trabajó en la caracterización del regulador transcripcional HexR1, y de el sistema de dos componentes CbrA-CbrB y cuya inactivación afecta la producción de alginatos. Continuamos nuestra colaboración con el grupo de el Dr. E. Galindo en la evaluación de cepas sobreproductoras de alginatos y la búsqueda de las condiciones óptimas para su producción a nivel de fermentadores (Mejía MA et al 2009. Journal of Applied Microbiology publicado en línea). Iniciamos la caracterización de cepas sobreproductoras de PHB a nivel de fermentadores, y se constituyó la empresa Biopolimex en sociedad con otros grupos de Investigación de la UNAM.

Durante este periodo se concluyó el proyecto de la secuenciación y anotación del genoma de A. vinelandii en el cual colabore en los últimos 5 años y que dio como resultado la publicación: Setubal et al. 2009. The genome sequence of Azotobacter vinelandii, an obligate aerobe specialized to support diverse anaerobic metabolic processes. J Bacteriol 191: 4534-4545, de la cual soy coautor.

Dra. Elda Guadalupe Espin
Jefe de Departamento
Investigador
Tutor de Maestría y Doctorado
Dra. Cinthia Ernestina Núñez
Investigador
Tutor de Maestría y Doctorado
Dr. Daniel Genaro Segura
Investigador
Tutor de Maestría y Doctorado
M.C Josefina Guzman
Técnico Académico
Biol. Maria Soledad Moreno
Técnico Académico
Libertad Alejandra Adaya
Estudiante
IBQ. Carlos Leonel Ahumada
Estudiante
Lic. Thalía Barrientos
Estudiante
M.C . Leidy Patricia Bedoya
Estudiante
Ing. Ricardo Javier Farrera
Estudiante
Q.F.B. Mario Alfonso Flores
Estudiante
Ana Karen Jaimes
Estudiante
Iliana Chantal Martinez
Estudiante
M.C. Marcela Martinez
Estudiante
Biol. Gabriela Morales
Estudiante
Maria de Guadalupe Ocampo
Estudiante
Lic. Cristian Camilo Ortiz
Estudiante
M.B Selma Julieta Rodriguez
Estudiante
Biol. Karen Ameyally Rodrìguez
Estudiante
Lic. Jessica Ruiz
Estudiante
M.C. Guillermina Sánchez
Estudiante
M.C. Adan Trejo
Estudiante
M.C. Claudia Velazquez
Estudiante
Dr. Miguel Cocotl
Estancia Temporal
M.C. Jose Luis Gama
Laboratorista


UNAM | UNAM Morelos | Mapa del Sitio | Biblioteca Virtual de Biotecnología | Acerca de | Servicios | e-mail | Publicaciones
Docencia | Seminarios | Nuestra Gente | Biblioteca | Libros y documentos en línea | Localización | Informes Institucionales | Estancias para estudiantes de Licenciatura
Uso interno. | Página Principal
2027 : 16055