Aproximación genómica, comparativa y funcional, para estudiar el papel de la saxitoxina en la cianobacteria Cylindrospermopsis raciborskii

Algunas cianobacterias son capaces de producir poderosas toxinas que pueden afectar a animales y humanos. A pesar de su relevancia para la salud humana y ecosistémica, la función biológica de estas cianotoxinas es aún desconocida. La saxitoxina y sus análogos (STX) son producidas mayormente por Cylindrospermopsis raciborskii en agua dulce y por dinoflagelados (mareas rojas) en el mar. Las STX actúan a nivel del sistema nervioso (neurotoxinas) y son capaces de bloquear los canales de sodio activados por voltaje. Esto ha llevado a proponer que la STX jugaría un rol de osmo-protección en cianobacterias, garantizando la homeostasis contra variaciones del ambiente. De acuerdo a lo propuesto por Soto-Liebe et al., 2012 la producción y exportación de saxitoxina sería una estrategia contra la variación de sal en el medio ambiente mejorando la aptitud y adaptabilidad celular. Por otro lado, se ha observado que la expresión de genes responsables de su síntesis y su producción aumenta al incrementar las tasas de crecimiento, por lo que podría responder a la densidad poblacional . Sin embargo, como aún no existen evidencias concretas que permitan confirmar estos resultados se hace necesario conocer el papel que juega la STX en la ecología de C. raciborskii. En este proyecto de tesis se plantea poner a prueba ambas hipótesis sobre el papel biológico y ecológico de STX en C. raciborskii mediante una aproximación comparativa y funcional, haciendo uso de un aislamiento nativo productor de STX y un aislamiento no tóxico obtenido del norte de Estados Unidos. En ambas cepas se estudiará su crecimiento y la producción de la toxina en condiciones de estrés generado por altas concentraciones de sodio (Pomatti, 2004). Además, en la cepa tóxica se evaluará el efecto de la STX en poblaciones con distintas densidades. Se evaluará la aptitud (fitness) de ambas cepas mediante distintos métodos, así como la expresión de genes involucrados en la síntesis de STX. En base a los resultados obtenidos se seleccionará una condición para estudiar la respuesta transcripcional diferencial, con el objetivo de ver qué genes co-varían su expresión en relación a la expresión de genes para la síntesis de STX. En paralelo, se realizarán análisis genómicos comparativos que permitan formular nuevas hipótesis sobre otros posibles actores moleculares involucrados en la producción de la toxina. Una vez integrado los resultados se espera obtener información sobre el papel de la saxitoxina en C. raciborskii a nivel celular y/o poblacional.