Identificación de factores sigma-ecf en myxococcus xanthus y estudio de su dependencia del complejo regulador card-carg

Resumen

El ambiente al que se enfrentan los microorganismos es, por lo general, un entorno hostil y de condiciones extraordinariamente variables. Uno de los éxitos evolutivos más destacado de cualquier organismo es, precisamente, la capacidad de relacionarse con el medio que le rodea. Esa capacidad se fundamenta por un lado en la recepción e interpretación de estímulos externos y por otro, en la generación de respuestas frente a los mismos. Las bacterias han desarrollado diversos mecanismos para dar respuesta a condiciones potencialmente adversas. Un claro ejemplo se observa al exponer a la bacteria Myxococcus xanthus a la irradiación con luz azul. Ante esta situación se dispara un mecanismo de defensa que implica a un factor sigma alternativo de tipo ECF, CarQ. Este factor activa la transcripción de su propio gen y la de otros genes implicados en la síntesis de pigmentos carotenoides. Estos compuestos protegen a la célula de los daños causados por la irradiación lumínica. Este proceso de activación transcripcional requiere la presencia de tres proteínas: el factor de integración del huésped (IHF), una proteína de unión a DNA del tipo HMGA eucariótica (CarD) y un adaptador transcripcional (CarG). Hasta el momento se sabía que CarD y CarG forman un complejo responsable de la regulación de diversos procesos celulares. Habida cuenta de que M. xanthus presenta otros 37 factores sigma de tipo ECF, en este trabajo se ha estudiado si la expresión de esos otros factores depende también del complejo CarD CarG y de IHF. Los resultados presentados en esta tesis han demostrado que la expresión de trece de los catorce factores sigma-ECF estudiados (incluido CarQ) depende de CarD y CarG, mientras que la expresión del factor restante resulta ser independiente de este complejo. En cuanto al factor IHF, sólo la expresión de carQ resulta ser dependiente del mismo. Además de estudiar la expresión de un buen número de factores sigma ECF se han realizado diversos análisis para conocer algunas de sus características operativas. Así, se ha determinado el inicio de la transcripción de seis de ellos, permitiéndonos identificar así las regiones críticas que dichos factores reconocen en el DNA. La acción de los factores sigma-ECF está regulada por un factor llamado anti-sigma, el cual, en ausencia del estimulo activador secuestra (físicamente) a su factor sigma ECF y lo mantiene inactivo. Por norma general, los factores anti-sigma suelen estar cifrados en un gen del mismo operón en el que se localiza el factor sigma-ECF correspondiente. Como caracterización adicional, se ha estudiado la interacción física de varios factores sigma ECF con el producto de sus genes vecinos. Este estudio ha permitido establecer cinco nuevos factores que interaccionan físicamente con determinados factores sigma ECF, lo cual indica que, muy probablemente, estarían actuando como reguladores negativos de dichos factores sigma-ECF. Por último, se ha determinado el regulón activado por uno de los factores sigma ECF, DdvS, mediante análisis de expresión global. Estos análisis han mostrado que DdvS es responsable de activar un grupo de genes relacionados con mecanismos de defensa frente a bacteriófagos y DNA exógeno (sistema conocido por el nombre de CRISPR/CAS), atribuyendo así a DdvS un papel clave en la supervivencia celular frente a dichos ataques.