El papel de los promotores y las regiones 5´-UTR en la regulación de la expresión génica a bajas temperaturas en una bacteria antártica

La exposición al frío impone severas restricciones fisicoquímicas que afectan gran parte de las funciones celulares. Algunas bacterias logran adaptarse a estas condiciones sintetizando proteínas que corrigen los efectos del estrés por frío, permitiendo el crecimiento a bajas temperaturas. Muchas de estas proteínas se expresan diferencialmente en frío, siendo la regulación de los genes que las codifican un tema poco estudiado. El proyecto aquí presentado es la continuación natural de una línea de investigación iniciada hace unos años, y durante la cual, siguiendo una estrategia proteómica, se identificaron 13 proteínas de expresión diferencial a bajas temperaturas en la bacteria psicrotolerante Pseudomonas sp. AU10 de origen antártico. Recientemente, nos hemos propuesto profundizar en la regulación de los genes que codifican para estas proteínas. Para ello, se ha secuenciado, ensamblado y anotado el genoma de esta cepa, obteniendo así las secuencias codificantes de estos 13 genes y las secuencias colindantes potencialmente reguladoras. Con el fin de confirmar la sobre-expresión de estos genes en frío es que se están llevando a cabo experimentos de PCR en tiempo real (RT-qPCR). Teniendo en cuenta estos antecedentes, el objetivo de esta propuesta consiste en la búsqueda y caracterización de los promotores, y demás secuencias potencialmente reguladoras, de algunos de los genes que codifican para esas 13 proteínas, que se expresen diferencialmente en frío. La hipótesis de partida es que existe una regulación transcripcional vinculada a firmas particulares en estas secuencias. La estrategia a llevar a cabo incluye la determinación de los sitios de inicio de la transcripción para aquel subconjunto de genes que demuestren tener una expresión aumentada a bajas temperaturas. Esto permitiría predecir las posibles secuencias promotoras e identificar las regiones 5’-UTR por análisis in silico. Finalmente, la fuerza de un subconjunto de estos promotores se determinará clonándolos en un vector de manera que queden fusionados al gen reportero lacZ, que codifica para la β-galactosidasa. Luego se podrá monitorear la actividad de la enzima a distintas temperaturas y en distintos contextos (transformación en Escherichia coli y Pseudomonas sp. AU10). Los resultados de este proyecto buscan contribuir al conocimiento de los mecanismos de adaptación al frío en bacterias psicrófilas y particularmente aportarían información sobre las secuencias reguladoras implicadas en la adaptación al frío, un tema que ha sido poco abordado. Comprender como se adaptan al frío estos microorganismos no es trivial si se tiene en cuenta el importante rol que cumplen en el ciclado de nutrientes en los ecosistemas fríos, su potencial interés biotecnológico y su papel en el deterioro de alimentos refrigerados.