Desarrollo de herramientas computacionales para el estudio de la producción de microcistinas por la cianobacteria Microcystis aeruginosa - Lasry Testa, Romina Daniela (2023)
Las floraciones (blooms) de cianobacterias desarrolladas en cuerpos de agua eutróficos representan un riesgo natural que afecta significativamente a varios sectores socioeconómicos y a la salud pública. En este trabajo, con fines ambientales y biotecnológicos, se formuló en Python un modelo metabólico a escala genómica (GEM) de la cianobacteria Microcystis aeruginosa que incluye las asociaciones Gen-Proteína-Reacción y la matriz estequiométrica, construidas en base a información del genoma secuenciado y anotado, de esta especie. Se reconstruyó la vía biosintética de seis variedades de microcystinas (MC), las cuales son heptapéptidos hepatotóxicos, sintetizados por los sistemas NRPS y PKS codificados por el cluster de genes mcy. El modelo contiene restricciones termodinámicas y datos experimentales como tasas de captación de carbono, de luz y de nutrientes, tasas de producción de MCs, y comprende 745 reacciones reversibles e irreversibles, 81 reacciones de intercambio y 602 metabolitos. Se realizó un análisis de balance de flujo con la producción de biomasa como función objetivo para evaluar el rendimiento del modelo, y un análisis de variabilidad de flujo para calcular las restricciones del GEM. El modelo predice correctamente los datos experimentales con un crecimiento máximo de 0,012 h-1. Los resultados numéricos muestran una tasa máxima de producción de MCs de 0,009 mmol gPS-1h-1 en la fase estacionaria de crecimiento y un aumento de la misma (22%) cuando capta arginina.