Expresión heteróloga de una bacteriocina de clase I proveniente de Bifidobacterium spp. en Escherichia coli”
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Fecha
2020
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Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Licencia CC
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Resumen
La microbiota intestinal es el conjunto de microorganismos existentes en el tracto gastrointestinal (TG)
del ser humano, funcionando de manera simbiótica con el hospedero. En este ecosistema se pueden encontrar
relaciones de competencia por nutrientes entre bacterias, lo que ha permitido la evolución de diferentes
antimicrobianos producidos por las mismas bacterias, denominados bacteriocinas, que les permiten colonizar
de manera exitosa el nicho ambiental. A su vez, esto ha llamado la atención para encontrar alternativas para
antimicrobianos debido al incremento en la resistencia de antibióticos de diferentes microorganismos
patógenos. Dentro de este contexto, se reportó la bacteriocina LanA, producida por algunas especies del
género de Bifidobacterium. Este péptido antimicrobiano posee la capacidad de ser de amplio espectro para
bacterias Gram positivo, incluyendo a Staphylococcus aureus. Producir esta bacteriocina posee dos
problemáticas principales. Bifidobacterium es un microorganismo anaerobio y posee un ciclo de replicación
lento. Además, el operón donde se encuentra codificada la bacteriocina se encuentra reprimido
transcripcionalmente en cultivos de medio líquido, lo que dificultaría la producción y purificación de la
bacteriocina. En base a lo anterior es que la expresión heteróloga en Escherichia coli BL21 (DE3) fue realizada
para sobrepasar estas dificultades, permitiendo producir esta bacteriocina de manera rápida y activa
biológicamente, aunque no exenta de problemas relacionados a la actividad reducida en base a una extracción
de proteínas totales. Es por esto que este trabajo explora la posibilidad de fusionar el péptido señal de la βlactamasa con la bacteriocina LanA, con el objetivo de direccionar la expresión del péptido hacia el periplasma
y mantener la bacteriocina activa biológicamente, concentrando a esta bacteriocina en esta región bacteriana
y simplificando la extracción. Para ello se decidió amplificar la región codificante del gen de la bacteriocina
desde el DNA total de microbiota de 5 individuos, logrando detectarla solo en 4 de ellos. En paralelo, se
amplificó el péptido señal de la β-lactamasa desde un vector con resistencia a ampicilina, para posteriormente
producir el overlapping entre estos dos fragmentos y proceder al clonamiento. De los tres clones positivos se
extrajo la región periplasmática y las proteínas totales, posterior a la inducción, con el fin de enfrentar estos
extractos contra microorganismos patógenos, demostrando que ninguna de las extracciones es activa contra os microorganismos probados en este estudio en medio liquido y sólido. El análisis de expresión relativa indicó
que el gen de lanA está siendo expresado, por lo que el péptido señal podría tener algún efecto en la actividad
biológica de la bacteriocina. En base a lo anterior, se comprueba que la bacteriocina LanA, fusionada con el
péptido señal de la β-lactamasa puede ser expresada heterólogamente en E. coli BL21 (DE3), pero con la
pérdida de su efecto biológico. Probablemente sea necesario aumentar el número de clones a evaluar para
determinar la correcta producción de la bacteriocina fusionada al péptido señal. Además, es necesario generar
un screening de diferentes péptidos señales para evaluar cuál es la mejor alternativa para producir esta
bacteriocina, aislarla desde el periplasma y obtener una actividad biológica.
Notas
Tesis (Magíster en Biotecnología y Ciencias de la Vida)
Palabras clave
Bacteriocinas, Escherichia Coli