Mecanismos reguladores de la expresión génica en bacterias degradadoras de contaminantes. Biorremediación

Muchas bacterias tienen la capacidad de degradar una variedad de contaminantes ambientales y utilizarlos como sustratos de crecimiento lo cual las convierte en una poderosa herramienta para eliminar los contaminantes peligrosos que están causando un daño irreversible a la biosfera.

Lejos de las condiciones controladas en el laboratorio la supervivencia microbiana en los hábitats naturales suele verse amenazada por las constantes fluctuaciones de las condiciones ambientales. Las bacterias han aprendido a adaptarse a estas situaciones de estrés, ajustando su perfil transcripcional y optimizando la expresión de sus genes. Nosotros estudiamos la regulación génica y los mecanismos reguladores (proteínas reguladoras, ARN reguladores, función de los genes inducidos etc.) que permiten a las bacterias degradadoras de contaminantes ambientales desencadenar la respuesta  apropiada tanto fisiológica como metabólica a cada condición ambiental.

Nos enfocamos en dos aspectos de la Regulación génica y también en aspectos más aplicados como Biorremediación

• Estudio de la Respuesta General al Estrés (GSR) de Sphingopyxis granuli TFA, una Alfaproteobacteria capaz de crecer con el disolvente orgánica tetralina (1,2,3,4-tetrahidronaftaleno) como única fuente de carbono y energía. La GSR es respuesta global de protección bacteriana contra una amplia variedad de estreses. Esta respuesta está  controlada por factores sigmas de función extracitoplásmica (ECF). La cascada reguladora implica además de los ECF, la proteína anti-sigma NepR y la anti-anti sigma PhyR
• Caracterización global de la regulación del metabolismo anaerobio en Sphingopyxis granuli TFA. TFA es la única Sphingopyxis descrita con capacidad de crecer en condiciones anaeróbicas respirando nitrato. Este nuevo metabolismo la hace especialmente interesante ya que le permite habitar nuevos nichos ecológicos. Como parte de esta respuesta trabajamos en la identificación y caracterización de pequeños ARN reguladores en anaerobiosis y en la regulación de los genes flagelares a la disponibilidad de oxígeno.
• Metagenómica funcional para la identificación de nuevas enzimas y desarrollo de biocatalizadores de interés ambiental. La asombrosa diversidad genética del mundo microbiano ofrece un extraordinario plantel de funciones que tienen el potencial de contribuir al desarrollo de aplicaciones industriales en muy diversos campos. Sin embargo, la inmensa mayoría de las bacterias existentes en los distintos ecosistemas naturales (más del 99%) no pueden ser cultivadas en laboratorio. Esto implica que estamos perdiendo una enorme cantidad de información y su potencial aplicación al utilizar las técnicas tradicionales. La metagenómica funcional permite acceder a todo el material genético de los microorganismos de una muestra ambiental mediante extracción directa, sin necesidad de cultivo previo de los microorganismos. La metágenomica funcional implica la extracción de ADN de un entorno concreto, creación de una biblioteca de ADN metagenómico, expresión de la biblioteca en el huésped adecuado y finalmente la identificación de una actividad de interés en un ensayo enzimático o el crecimiento en medios selectivos. En este proyecto utilizamos metagenotecas para identificar nuevas enzimas en el área de la revalorización de subproductos (utilización de residuos lignocelulósicos para la producción de biocombustible y otros procesos biotecnológicos) y en la degradación de contaminantes ambientales como son los plásticos