Importancia de los mecanismos de quorum sensing en las interacciones entre microorganismos endofíticos - Bertini, Elisa Violeta (2018)
Los sistemas de quorum sensing (QS), son mecanismos de comunicación que modifican la fisiología microbiana e intervienen en las interacciones entre los microorganismos. Se conoce que estos mecanismos regulan aspectos claves en la fisiología de organismos patógenos y benéficos. Por ello, en los últimos años, han despertado un particular interés en el área biotecnológica orientada principalmente al campo agronómico. Los sistemas de QS se caracterizan por la síntesis de moléculas señal, siendo los mediados por N-acil homoserinlactonas (AHLs) uno de los más estudiados. Existen, a su vez, organismos que han desarrollado una estrategia conocida como quorum quenching (QQ) para interrumpir el mecanismo de QS. En conjunto ambos sistemas tienen la capacidad de intervenir no solo en las interacciones intraespecies sino además en las interespecies. En base a lo expuesto, se planteó como objetivo general del presente trabajo de Tesis doctoral contribuir al mejoramiento en la utilización de microorganismos endofíticos mediante el estudio de los mecanismos regulatorios de quorum sensing en las interacciones entre bacterias, levaduras y la planta hospedera. Inicialmente, se aislaron bacterias y levaduras endofíticas de caña de azúcar. En bacterias, se estudió la capacidad de sintetizar AHLs. Agrobacterium tumefaciens 6N2 además de producir las moléculas de QS se destacó por presentar propiedades promotoras del crecimiento vegetal. Seguidamente, se secuenció el genoma de la bacteria encontrándose un complejo sistema de quorum sensing responsable de sintetizar 3-OH-C8-HSL, 3-OH-C10-HSL y 3-OH-C12-HSL como moléculas de señalización. Por otro lado, se determinó en las levaduras endofíticas, la existencia de sistemas de quorum quenching. Entre los aislamientos, Rhodotorula sp. 6Apo y Rhodotorula sp. 7Apo1 sobresalieron por degradar las AHLs ensayadas. Con el objetivo de conocer el efecto de las AHLs sobre la fisiología de las levaduras, se evaluó la respuesta de Meyerozyma guilliermondii 6N, otra levadura endofítica, frente al estrés oxidativo generado con hidroperóxido de tert butilo y cobre en presencia de las moléculas de señalización. Los resultados indicaron que la sensibilidad de la levadura aumentó en presencia de las AHLs y que la misma fue dosis dependiente. En este trabajo se comparó también el proteoma intracelular de A. tumefaciens 6N2 y M. guilliermondii 6N en cultivos puros y mixtos de los microorganismos demostrando que el sistema de QS de la bacteria reguló no solo la expresión de sus propias proteínas sino también las de M. guilliermondii 6N. Además, la levadura fue capaz de generar un cambio en la expresión de proteínas reguladas por el sistema de comunicación bacteriano. Finalmente, para conocer la existencia de variaciones fisiológicas en ambos microorganismos, se estudiaron alteraciones en la población celular en cultivos puros y mixtos de A. tumefaciens 6N2 y M. guilliermondii 6N evidenciados por citometría de flujo. Los datos obtenidos indicaron que M. guilliermondii 6N al ser cultivada con A. tumefaciens 6N2 presentó un cambio en su fisiología. Estos resultados reflejan que los sistemas de QS y QQ son de gran importancia no solo en la regulación de la fisiología del microorganismo productor sino además en las interacciones intra e inter especies.