Estudio de la cinética de expresión de los genes nprRnprX, spo0A, nprA y cry1Ac en Bacillus thuringiensis variedad kurstaki HD-73

Abstract

Bacillus thuringiensis es una bacteria Gram positiva que durante la esporulación sintetiza una δ-endotoxina cristalina llamada proteína Cry, que tiene capacidad insecticida específica para una amplia gama de larvas de insectos. La cantidad de Cry que se sintetiza depende de muchas variables como son el medio de cultivo, la variedad de la cepa, la cantidad de nutrientes y la formación de ácido poliβ-hidroxibutírico (PHB) como sustrato endógeno. En el presente trabajo, se estudió el efecto en las señales proteícas del quorum sensing y en la expresión de los genes; de esporulación spo0A, de la proteína cry1Ac, de señalización por densidad celular nprR-nprX y de la proteasa neutral nprA. Adicionalmente, la expresión de los genes se relacionó con la formación de PHB, esporas y proteína Cry formada. Para lo anterior, se hicieron fermentaciones en matraz y en biorreactor con la adición de proteasa K (un inhibidor de proteasas extracelular) en el tiempo crítico de crecimiento celular. Se realizaron cinéticas de crecimiento celular, formación de esporas, consumo de glucosa, producción de proteína Cry y de PHB, así como la cuantificación de transcripción de los genes nprR-nprX, spo0A, nprA y cry1Ac. Los resultados mostraron que la incorporación de proteasa K en el tiempo crítico de la fermentación, retrasó la liberación de esporas, incrementando la cantidad de células vegetativas e inhibiendo la formación de proteína Cry1Ac. Mientras que la transcripción de los genes nprR-nprX y nprA se retardó dos horas en las fermentaciones después de adicionar la proteasa K. La transcripción de los genes nprA y spo0A, fue hasta 5 veces y dos veces mayor en los tratamientos con proteasa K en comparación con el control, respectivamente. Por otro lado, la transcripción de nprR-nprX fue 0.4 veces menor en la fermentación con proteasa K con un tiempo de aparición de 2 horas después que la fermentación control. Todo lo anterior, indica que la proteasa K puede hidrolizar péptidos involucrados en la comunicación celular o recepción de señales, implicando que la principal señal para estos eventos moleculares es extracelular y de naturaleza protéica.