Sistemas de Dos Componentes de Streptomyces coelicolor, pilares en la producción de antibióticos

Abstract

[ES] A lo largo de la Tesis Doctoral se han seguido diferentes aproximaciones para estudiar TCS de S. coelicolor implicados en la producción de antibióticos de cara a su aplicación biotecnológica. Resulta esencial tanto terminar de esclarecer las cascadas de señalización de sistemas ya descritos, como identificar y caracterizar sistemas que no hayan sido estudiados previamente, de cara a completar el complejo entramado regulatorio que presenta este organismo. Así mismo, el desarrollo de nuevas herramientas metodológicas para el estudio de estos sistemas es fundamental para facilitar y ampliar las futuras investigaciones. Los objetivos de este trabajo fueron: 1. Caracterizar el papel fisiológico del Sistema de Dos Componentes SCO2165/66 (abrB1/B2) de Streptomyces coelicolor y su implicación en la producción de antibióticos. 2. Identificar los genes diana del Regulador de Respuesta huérfano Aor1 (SCO2281) de Streptomyces coelicolor. 3. Diseñar y construir una plataforma para la identificación de las señales de activación de las Histidina Quinasas en Streptomyces. Las conclusiones del trabajo son: CAPÍTULO 1. El Sistema de Dos Componentes AbrB1/B2 • El Sistema de Dos Componentes AbrB1/B2, constituido por los genes SCO2165/66 de Streptomyces coelicolor, se encuentra muy conservado en las bacterias del género Streptomyces. • El sistema AbrB1/B2 es un regulador negativo de la producción de los antibióticos actinorrodina y undecilprodigiosina, y no está implicado en la regulación del crecimiento ni el desarrollo morfológico. Este sistema parece actuar a través de la represión de los reguladores positivos de la producción de antibióticos EcrA1/A2 y ScbR2. • El sistema AbrB1/B2 es un regulador positivo de la resistencia a vancomicina, lo que da lugar a alteraciones en diversos procesos metabólicos y de respuesta a estrés; además, es homólogo de VraR/S (Staphylococcus aureus) y LiaR/S (Enterococcus faecium), implicados en la respuesta a daño en la pared celular. • La cepa de Streptomyces coelicolor en la que se ha delecionado AbrB1/B2 presenta ventajas sobre la cepa silvestre para la expresión de rutas heterólogas de antibióticos y antitumorales como lo demuestra el hecho de la mayor expresión de las rutas de oviedomicina y mitramicina en la cepa mutante. • La obtención de un mutante de Streptomyces coelicolor en los dos Sistemas de Dos Componentes AbrA1/A2 y AbrB1/B2 demuestra que, a nivel fenotípico, la mutación AbrB1/B2 predomina sobre la de AbrA1/A2. CAPÍTULO 2. El Regulador de Respuesta huérfano Aor1 • El Regulador de Respuesta huérfano Aor1 se produce en Streptomyces coelicolor principalmente al final de la fase exponencial de crecimiento (36 horas) y su sobreexpresión con distintas etiquetas en el extremo amino-terminal resulta tóxica. • Aun disponiendo de anticuerpos específicos frente a Aor1, no se ha podido completar la identificación de las secuencias diana de Aor1 por ChIP-Seq debido a problemas en el proceso de inmunoprecipitación. CAPÍTULO 3. Plataforma HKASP • Se ha completado el diseño y construcción de una plataforma para la identificación de las señales de activación de las distintas Histidina Quinasas en Streptomyces. Sin embargo, no se ha podido completar su validación durante la realización de este trabajo.