Este ítem es privado
Caracterización de la expresión génica de Acidithiobacillus thiooxidans cepa DSM 17318 sometido a crecimiento en distintos sustratos energéticos
Cargando...
Archivos
Fecha
2010
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
El uso de microorganismos oxidantes de azufre en distintos estados de oxidación
está establecido como una técnica biotecnológica para la recuperación de cobre desde
minerales de baja ley. Esta técnica conocida como biominería ha adquirido gran
importancia en Chile, debido a que la minería del cobre es la principal actividad
productiva del país. El gran desafío de la biotecnología es incrementar la obtención de
metales mediante este proceso de bajo costo y más amigable con el medio ambiente.
Consecuentemente, para el control y la optimización de la oxidación de azufre en los
procesos biomineros existe una creciente demanda por entender la bioquímica
fundamental implicada en el proceso.
El objetivo de este estudio se centra en ayudar a dilucidar los mecanismos por los
cuales Acidithiobacillus thiooxidans, bacteria azufre oxidante identificada en ambientes
biomineros puede habitar en condiciones extremas de crecimiento, degradando los
intermediarios que se van produciendo a lo largo de las rutas de oxidación de sustratos
inorgánicos y además de cómo varían estos mecanismos dependiendo del sustrato
inicial. Para lograr este objetivo se estudió la expresión génica de A. thiooxidans cepa
DSM 17318 propiedad de Biosigma S.A. (CLN°21 01/2005) mediante un análisis según
categoría COG de microarreglos de expresión, que contemplan dos condiciones
experimentales: azufre elemental y tetrationato. A partir de este análisis se
seleccionaron genes relacionados con el metabolismo del azufre y con transportadores
de: azúcar, fosfato, espermidina y Na+/H+ antiporter los que fueron cuantificados por
RT- qPCR. Se vio que los genes relacionados con el metabolismo del azufre no se
expresan diferencialmente en las condiciones analizadas, asimismo, algunos genes
relacionados con la mantención de la homeostasis celular parecieran tener un rol
fundamental en la sobrevivencia de la célula, por ejemplo se vio que en presencia de
azufre elemental A. thiooxidans se encuentra en condiciones limitantes de carbono y en
presencia de tetrationato la bacteria desarrolla mecanismos que explicarían la
tolerancia a pH extremos y por otra parte darían cuenta de un balance energético en
estas mismas condiciones.
The use of sulfur-oxidizing microorganisms for the recovery of copper from low-grade ores is an established biotechnology technique. This technique, known as Biomining, is of great importance to Chile as copper mining is the primary source of revenue for the country. An important challenge within the field of biotechnology is to increase metal production through sustainable and environmentally friendly processes. Consequently, for the optimization of this process is an imperative step to understanding the basics of microbial biochemistry. The goal of this research is to survey the mechanisms by which Acidithiobacillus thiooxidans, sulfur-oxidizing bacterium isolated from leaching environments, can survive in extreme growth conditions by utilizing inorganic compounds as energy resources and moreover, to analyze the variation of these mechanisms in the oxidation pathway, depending on the initial substrate. In order to meet our research goals, we seek at the genetic expression of A. thiooxidans strain DSM 17318 Biosigma S.A. (CLNº2101/2005), by expression microarray experiments under two experimental conditions: elemental sulfur and tetrathionate, analyzed by the COG database. Using this analysis, we selected genes to be validated by RT-qPCR assays that were related to sulfur oxidation metabolism and transporters of sugar, phosphate, spermidine and Na+/H+ antiporter. We conclude that the genes related with sulfur oxidation are not differentially expressed depending on the energy resource tested and the genes related with cellular homeostasis maintenance seem of great importance for cellular survival. For example, in the tetrathionate condition A. thiooxidans develops an extreme pH tolerance mechanism that also would explain an energetic balance and in elemental sulfur the bacteria is a under limited carbon concentration needed for biomass production.
The use of sulfur-oxidizing microorganisms for the recovery of copper from low-grade ores is an established biotechnology technique. This technique, known as Biomining, is of great importance to Chile as copper mining is the primary source of revenue for the country. An important challenge within the field of biotechnology is to increase metal production through sustainable and environmentally friendly processes. Consequently, for the optimization of this process is an imperative step to understanding the basics of microbial biochemistry. The goal of this research is to survey the mechanisms by which Acidithiobacillus thiooxidans, sulfur-oxidizing bacterium isolated from leaching environments, can survive in extreme growth conditions by utilizing inorganic compounds as energy resources and moreover, to analyze the variation of these mechanisms in the oxidation pathway, depending on the initial substrate. In order to meet our research goals, we seek at the genetic expression of A. thiooxidans strain DSM 17318 Biosigma S.A. (CLNº2101/2005), by expression microarray experiments under two experimental conditions: elemental sulfur and tetrathionate, analyzed by the COG database. Using this analysis, we selected genes to be validated by RT-qPCR assays that were related to sulfur oxidation metabolism and transporters of sugar, phosphate, spermidine and Na+/H+ antiporter. We conclude that the genes related with sulfur oxidation are not differentially expressed depending on the energy resource tested and the genes related with cellular homeostasis maintenance seem of great importance for cellular survival. For example, in the tetrathionate condition A. thiooxidans develops an extreme pH tolerance mechanism that also would explain an energetic balance and in elemental sulfur the bacteria is a under limited carbon concentration needed for biomass production.
Notas
Tesis (Ingeniería en Biotecnología)
Palabras clave
Acidithiobacillus, Azufre (Pruebas), Microorganismos oxidantes, Biominería, Chile