Informe final del proyecto: Análisis de la proteostasis de un beta rizobio durante el establecimiento de la simbiosis con su hospedero mediante ribosome profiling y proteómica de alto rendimiento

Abstract

El establecimiento de relaciones simbióticas entre rizobios y leguminosas hospederas esta finamente regulado, exigiendo una expresión génica coordinada entre ambos organismos. Esta coordinación comienza cuando los organismos se reconocen mutuamente mediante el intercambio de señales en la rizósfera y culmina con la formación de órganos especializados en la raíz de las plantas hospederas, los nódulos, en los cuales las bacterias llevan a cabo el proceso de fijación biológica de nitrógeno (FBN). La FBN es un procesoecológico de capital importancia sin embargo la mayor parte de la información que tenemos acerca de este proceso ha sido obtenida mediante el estudio de modelos simbióticos que emplean rizobios pertenecientes al grupo alfa de las proteobacterias (alfa-rizobios). En nuestro país hemos encontrado rizobios pertenecientes a los géneros Cupriavidus y Burkholderia (Beta-rizobios) asociados a varias especies de leguminosas nativas. Considerando la escasísima información disponible y la relevancia ecológica de este modelo, proponemos estudiar el intercambio de señales y cambios fisiológicos que ocurren durante el establecimiento de una simbiosis efectiva entre la cepa UYMMa02A de Cupriavidus y la leguminosa Mimosa polycarpa. Combinaremos técnicas analíticas, Ribosome profiling y shotgun proteomic para estudiar pasos claves de la interacción. Las técnicas ómicas propuestas nos permitirán estudiar el conjunto de ARN mensajeros activamente traducidos y el perfil de proteínas totales, así como los fenómenos de regulación transcripcional y traduccional a los cuales está sujeto este modelo bacteriano durante la simbiosis con su hospedero. La integración de los datos ómicos y de química analítica, nos permitirá definir la proteostasis (Homesotasis proteica) del beta-rizobio Cupriavidus sp. UYMMa02A y elaborar un modelo que indique las principales señales y vías metabólicas implicadas en el establecimiento de una asociación simbiótica efectiva entre beta-rizobios y leguminosas hospederas, lo cual es indispensable para el diseño y aplicación de sistemas simbióticos sustentables.