Proyectos de investigación

Degradación de disruptores endocrinos esteroídicos (estradiol) Durante este primer periodo se ha procedido a analizar mediante herramientas bioinformáticas el genoma de la bacteria Novosphingobium tardaugens ARI-1. Este análisis nos ha permitido detectar un agrupamiento génico (cluster) que puede dar cuenta de los genes responsables de la degradación del estradiol y de otros compuestos esteroídicos. Mediante herramientas de PCR hemos podido completar los huecos de secuencia de DNA del posible cluster de degradación de estradiol, que existían en el borrador del genoma publicado, de tal manera que ya se dispone de la secuencia completa de la región, y se ha procedido a la anotación manual de todos los genes del cluster.

Por otro lado, se han realizado experimentos de degradación de esteroides en medios de cultivo mínimos comprobando que el microorganismo es capaz de utilizar estradiol como única fuente de carbono y energía. Además, es también capaz de crecer en un medio mínimo que contiene ácido cólico, lo que sugiere que la ruta metabólica de degradación de estradiol está relacionada con la ruta de degradación de ácidos biliares. Se ha podido comprobar que la degradación de estradiol se puede producir en presencia de otros compuestos de consumo preferente como por ejemplo piruvato, lo que sugiere que esta ruta no está regulada por represión catabólica, siendo este un factor muy favorable para su utilización en procesos de depuración de aguas residuales. Actualmente se está analizando la expresión de los genes del cluster mediante rtPCR en presencia y en ausencia de extradiol para delimitar de manera más precisa los genes implicados en su degradación.

Degradación de disruptores endocrinos aromáticos (ésteres del ftalato)

Durante este primer año se ha procedido a la identificación y clonación de los genes implicados en una nueva ruta periférica de degradación de o-ftalato hasta benzoil-CoA procedentes de la bacteria Aromatoleum aromaticum EbN1. Dicha ruta periférica consiste en una activación de o-ftalato a o-ftaloil-CoA a través de una CoA-transferasa de dos componentes (CoaT) y una posterior descarboxilación del ftaloil-CoA a benzoil-CoA catalizada por una enzima similar a la UbiDX descarboxilasa implicada en la biosíntesis de ubiquinonas.

La casete de DNA que codifica la presunta ruta periférica de degradación de o-ftalato se ha expresado exitosamente en Azoarcus sp. CIB, una bacteria incapaz de utilizar o-ftalato como única fuente de carbono pero capaz de utilizar benzoil-CoA tanto aeróbica como anaeróbicamente, y se ha obtenido una cepa recombinante que mineraliza o-ftalato tanto en presencia como en ausencia de oxígeno. Los resultados obtenidos constituyen un importante avance en el campo de la degradación de disruptores endocrinos aromáticos ya que demuestran la existencia de una nueva ruta de degradación de ftalatos que es funcional tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas, y que puede ser utilizada como herramienta biotecnológica para expandir el potencial degradador de organismos bien caracterizados y capaces de mineralizar compuestos aromáticos tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Actualmente se están desarrollando casetes sintéticas que combinan los genes de la ruta periférica del o-ftalato con los que codifican esterasas capaces de hidrolizar ésteres de ftalatos y que se han descrito como importantes disruptores endocrinos contaminantes en aguas.