Descubierto un nuevo mecanismo que permite a una bacteria tolerar hidrocarburos aromáticos tóxicos

 

Un estudio liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un nuevo mecanismo que permite a la bacteria Azoarcus sp. CIB resistir la presencia de elevadas concentraciones de hidrocarburos aromáticos tóxicos en ausencia de oxígeno. Los resultados del trabajo, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences  (PNAS), podrían ayudar a desarrollar nuevas estrategias de detoxificación y bioconversión de contaminantes.

Imagen de microscopio de la bacteria Azoarcus sp. CIB

Imagen de microscopio de la bacteria Azoarcus sp. CIB

Los hidrocarburos aromáticos tales como el benceno, el tolueno, el xileno y el estireno, entre  otros,  son  compuestos  orgánicos  que  poseen  en  su  estructura  un  anillo aromático que los convierte en unos compuestos muy estables, difíciles de degradar y con  tendencia  a  acumularse  en  el medio  ambiente, lo  que  constituye una fuente importante de contaminación.

 

“Estas sustancias están presentes en gran cantidad en los combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, y son tóxicas para los seres vivos, ya que se incorporan en las membranas  celulares  e  impiden  el  correcto  funcionamiento  de  las  células.  Sin embargo, ciertas bacterias se han especializado en la utilización de los hidrocarburos aromáticos como fuente de carbono y energía. La utilización de estas bacterias para la eliminación y biotransformación de los hidrocarburos aromáticos contaminantes en compuestos menos tóxicos y de valor añadido es una estrategia respetuosa con el medio ambiente y de gran interés industrial”, explica el investigador del CSIC Eduardo Díaz, del Centro de Investigaciones Biológicas.

 

Proteína TolR

La clave del mecanismo identificado en este estudio es la proteína TolR, un regulador de dos componentes híbrido. Se trata del primer sistema biológico descrito capaz de detectar hidrocarburos aromáticos y responder a esa señal mediante hidrólisis de la molécula di-GMP cíclico. Dicha molécula, que actúa de segundo mensajero, está presente en todas las bacterias y participa en el control de procesos tan relevantes como la formación de biofilms y la virulencia en patógenos.

“Nuestro trabajo revela una nueva función del  di-GMP cíclico, ya que hemos visto que controla la resistencia bacteriana a elevadas concentraciones de hidrocarburos aromáticos, de tal forma que la disminución de los niveles de di-GMP cíclico protegen a la célula de la toxicidad del hidrocarburo”, añade Díaz.

El  estudio  ha  sido  realizado  en  colaboración  con  la  Universidad  de  Washington (Seattle, Estados Unidos).

Zaira Martín-Moldes, Blas Blázquez, Claudine Baraquet, Caroline S. Harwood, María T. Zamarro, and Eduardo  Díaz.  Degradation  of  cyclic  diguanosine  monophosphate  by  a  hybrid  two-component protein protects Azoarcus sp. CIB from toluene toxicity. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). DOI: 10.1073/pnas.1615981113


Leave a Reply

Your email address will not be published.