Cuantificación de la expresión de genes que codifican enzimas con actividad azoreductasa en Shewanella algae 2NE11 durante la decoloración de rojo de metilo

Abstract

Durante el teñido de telas en la industria textil se pierden grandes cantidades de colorantes, que al ser eliminados como efluentes, generan contaminación en los ecosistemas y recursos hídricos. Los colorantes azoicos, que representan el 70% de los usados globalmente, son especialmente problemáticos. Ante la creciente conciencia ambiental, se buscan soluciones ecoamigables, y se ha demostrado que ciertos microorganismos pueden eliminar estos colorantes a través de enzimas como las azorreductasas, capaces de escindir los enlaces de tipo azo de los colorantes recalcitrantes. Recientemente, con la secuenciación del genoma de Shewanella algae 2NE11, una cepa que posee la capacidad de decolorar diferentes tipos de colorantes azoicos, se han determinado una serie de genes que podrían estar involucrados en el proceso de decoloración de tintes azoicos, entre ellos destacan el gen de la NADH-azoreductasa dependiente de FMN (azoR) y el gen de la enzima NAD (P)H Oxidorreductasa (azoR1) con actividad azorreductasa. Sin embargo, los estudios de expresión génica de los genes asociados con el proceso de decoloración en presencia de colorantes azoicos aún son escasos. Adicionalmente, se ha evidenciado que la azorreductasa de otra cepa de Shewanella, se sobreexpresa más en presencia de colorantes apolares como el rojo de metilo; si bien la sobreexpresión del gen azoR es altamente conservada en el género Shewanella, hasta la fecha no se ha demostrado si sucede lo mismo en S. algae 2NE11. Por lo cual, esta investigación tiene como objetivo cuantificar la expresión de los genes que codifican enzimas con actividad azorreductasa en S. algae 2NE11 durante la decoloración del colorante rojo de metilo (colorante apolar) a nivel del mRNA (RNA mensajero). El mRNA se extrajo bajo dos condiciones: de la bacteria crecida en medio de cultivo suplementado con colorante rojo de metilo y en medio sin colorante, como grupo control. La muestra se usó para los ensayos de qPCR (quantitative polymerase chain reaction) y los datos de expresión génica obtenidos se analizaron utilizando los programas GeNorm (Vandesompele et al. 2002), NormFinder (Andersen et al.,2004) y REST2009. Los resultados de esta investigación muestran una sobreexpresión del gen azoR en presencia del colorante rojo de metilo, mientras que el gen azoR1, inicialmente considerado como codificante de una enzima involucrada en la decoloración de colorantes azoicos, no presenta el mismo comportamiento. Además, se ha observado que en presencia de colorantes azoicos, el gen azoR1 mantiene una estabilidad similar a la de los genes housekeeping, lo que podría hacerlo útil como marcador alternativo en análisis de expresión genética para biorremediación. La expresión génica de las azorreductasas en la cepa 2NE11 servirá como base para futuras investigaciones, tanto a nivel genético como enzimático, en aplicaciones de ingeniería genética.