Caracterización de AbrC3, un regulador de respuesta positivo de la producción de antibióticos en Streptomyces coelicolor

Abstract

[ES]La producción de antibióticos en bacterias del género Streptomyces es un proceso que responde a múltiples señales y se encuentra estrictamente regulado a distintos niveles. Los Sistemas de Dos Componentes (TCS) son las principales vías de transducción de señales en estos microorganismos, al igual que en el resto de las bacterias, y están formados por una Histidina Quinasa sensora (HK) y un Regulador de Respuesta (RR). El sistema AbrC1/C2/C3 de Streptomyces coelicolor es un TCS conservado y atípico, formado por dos HKs (AbrC1 y AbrC2) y un RR (AbrC3), y que está involucrado en la regulación positiva de la producción de los antibióticos actinorrodina (ACT), undecilprodiginina (RED) y el antibiótico dependiente de calcio (CDA) y también de la diferenciación morfológica. El objetivo de esta tesis ha sido estudiar la relevancia del RR AbrC3 en la producción de antibióticos de forma independiente a las HKs del sistema en S. coelicolor.El análisis fenotípico del mutante carente de abrC3 ha mostrado que esta cepa, al igual que el triple mutante de todo el sistema, produce menor cantidad de ACT y RED, pero no de CDA y la diferenciación morfológica también se encuentra retrasada. Estudios de transcriptómica, realizados mediante microarrays, han detectado la subexpresión de la mayoría de los genes del cluster de la ACT en el mutante que carece del gen abrC3. Entre ellos actII-ORF4, el activador final de la expresión del cluster. Otros genes subexpresados relacionados con el metabolismo primario son acdH y rplP, con el metabolismo secundario como absR1, afsS y sIHF y con la diferenciación morfológica como bdtA y wblE. Entre los genes regulados negativamente por AbrC3 se encuentra rplP, codificante de la proteína ribosomal L16 de la subunidad 50S. Ensayos ChiP-chip y ensayos de retardo en gel (EMSAs) permitieron identificar in vivo los genes cuya expresión se encuentran directamente regulada por el RR. Los resultados han mostrado que AbrC3 reconoce la secuencia de diez nucleótidos 5-GAASGSGRMS-3 en los genes cuya expresión regula como actII-ORF4, abrC3, absR1, SCO0736, bfr, bdtA y SCO6809. Además, la sobreexpresión de abrC3 en bajo número de copias ha mostrado un efecto inductor de la producción de ACT en S. coelicolor y S. lividans, y en S. argillaceus estimula la síntesis de metabolitos secundarios no identificados. Ensayos de sobreexpresión de abrC3 en alto número de copias y de complementación de la cepa mutante triple han mostrado que AbrC2 presenta mayor actividad que AbrC1 a la hora de fosforilar a AbrC3. Por último, para continuar estudiando la cascada de señalización en la que interviene el TCS AbrC1/C2/C3 se han construido las cepas mutantes de algunos reguladores relacionados con el sistema como el RR huérfano Aor1 y el factor de transcripción AbsR1, siendo un activador y un represor respectivamente, de la síntesis de antibióticos y de la diferenciación morfológica.