Construcción y caracterización de la cepa mutante AihfA-2 en Geobacter sulfurreducens y su relación con la transferencia extracelular de electrones

Abstract

Geobacter sulfurreducens es una bacteria del subsuelo capaz de acoplar la respiración anaeróbica a la reducción de metales, tales como el Fe(III), Mn(IV), U(VI), entre otros, mediante la transferencia extracelular de sus electrones. Tal característica ha permitido el uso de esta bacteria para el desarrollo de estrategias de biorremediación y producción de bioelectricidad. En G. sulfurreducens, la reducción de metales y la generación de bioelectricidad requieren de varios elementos, entre los que destacan los citocromos tipo-c y un pili conductivo. El pili está constituido por la proteína estructural PilA, cuyo gen (pilA) está regulado principalmente por RpoN (factor σ54) y PilR, regulador perteneciente a la familia de las Enhancer Binding Protein. La activación transcripcional dependiente de reguladores EBP requiere de proteínas tipo IHF (Integration Host Factor). IHF es una proteína heterodimérica compuesta por dos subunidades (α y β). G. sulfurreducens posee dos genes que codifican para la subunidad α (ihfA-1, ihfA-2) y dos genes que codifican para la subunidad β (ihfB-1, ihfB-2). Antecedentes generados en el laboratorio muestran que las cepas mutantes ΔihfA-1, ΔihfB-1 y ΔihfB-2 presentan un fenotipo deficiente en crecimiento y reducción de Fe(III), así como también presentan alteraciones en la expresión de la proteína PilA y de algunos citocromos tipo-c importantes en la reducción de metales. En este trabajo, se construyó la cepa mutante ΔihfA-2 de G. sulfurreducens mediante el sistema pK18mobsacB. La cepa ΔihfA-2 presentó una deficiencia en crecimiento y en la reducción de Fe(III) soluble, posiblemente debido a que el producto de este gen se encuentra regulando genes de metabolismo central importantes para el crecimiento de la célula. Así mismo, se observó que la cepa mutante no produce la proteína PilA y es deficiente en cuanto a producir algunos citocromos tipo-c, principalmente aquellos localizados en la membrana externa. Estos resultados demuestran que la proteína IhfA-2 forma parte del complejo IHF, el cual regula de manera positiva la transcripción del gen pilA, de varios genes que codifican para citocromos tipo-c y, posiblemente, de varias enzimas importantes para el crecimiento bacteriano.