El arsenoma de Aromatoleum sp. CIB y sus aplicaciones biotecnológicas

Abstract

Debido a la abundancia y toxicidad del arsénico, muchos organismos han desarrollado diferentes estrategias de interacción con este metaloide, i.e., mecanismos de resistencia/detoxificación y mecanismos metabólicos de estado rédox que utilizan el arsénico como aceptor final o fuente de electrones1. La beta-proteobacteria Aromatoleum sp. CIB es un bacilo anaerobio facultativo capaz de interaccionar con la raíz de ciertas plantas (e.g., arroz), y de resistir concentraciones moderadas de arsénico. En este trabajo presentamos los resultados de un análisis genómico, transcriptómico y funcional de la bacteria CIB cultivada en presencia de arsénico, lo que nos ha permitido identificar el arsenoma de este microorganismo. Se ha caracterizado el cluster arsRCDAB relacionado con la resistencia a arsenito/arsenato y el cluster arx, responsable de la oxidación anaerobia de arsenito2. Además, el estudio genómico ha identificado los genes arsP, que codifica un presunto transportador de especies metiladas de arsénico, arsS, que codifica una enzima SAM-dependiente relacionada con la síntesis de arsenoazúcares3, y arsM, el cual se ha sobreexpresado y caracterizado como una SAM-metiltransferasa de arsenito que produce ácido dimetilarsínico (DMA(V)). Por otro lado, se ha caracterizado el regulador transcripcional ArsR que responde a arsenito como inductor y controla la expresión del operón arsRCDAB, si bien no parece estar implicado en la regulación de otros genes del arsenoma de la cepa CIB. Todo este nuevo conocimiento del arsenoma de CIB nos ha permitido definir el mapa de la respuesta molecular de Aromatoleum sp. CIB a la presencia de arsenito, explorar el uso de nuevas proteínas Ars para la construcción de biosensores específicos de arsenito, y plantear el uso de la cepa CIB como agente bioprotector de plantas de arroz en suelos contaminados con arsénico