Identificación y análisis de genes de regulación global de la producción del antitumoral mitramicina en Streptomyces argillaceus

Abstract

La mitramicina es un antitumoral del grupo del ácido aureólico, que posee aplicación en clínica para el tratamiento de diversos tipos de cáncer. Este compuesto es producido por Streptomyces argillaceus ATCC 12956. La expresión de los genes de las rutas de biosíntesis de mitramicina en particular y de metabolitos secundarios en general, está sometida a una red de reguladores jerárquicos que integran distintas señales fisiológicas y ambientales y son responsables de determinar el momento y en qué condiciones se expresan dichos genes. Podemos distinguir entre los reguladores globales y los reguladores específicos de ruta. En la agrupación de genes de biosíntesis de mitramicina se han identificado dos genes reguladores específicos de ruta, mtmR y mtrY. El objetivo de esta tesis ha sido la identificación y caracterización de genes de regulación global en S. argillaceus y determinar su efecto sobre la expresión de genes y sobre la producción de mitramicina y de metabolitos codificados por la agrupación 1701 de S. argillaceus. Utilizando diferentes estrategias se han clonado y caracterizado 5 genes de regulación global en S. argillaceus: afsSa, nsdAa, 4260a, dasRa y areBa. Con el fin de determinar la relación de cada uno de estos genes con la biosíntesis de mitramicina se realizaron dos aproximaciones: por un lado, se sobreexpresó cada uno de los genes reguladores en S. argillaceus y, por otro lado, se generaron mutantes por reemplazamiento génico. Posteriormente, se valoró el efecto que tiene cada uno de esos genes sobre la producción de mitramicina y de los compuestos codificados por el agrupamiento génico 1701. A continuación, estas cepas se sometieron a un análisis transcriptómico para determinar el efecto de la sobreexpresión y/o inactivación de cada gen regulador en la expresión de los genes mtmR, mtrY y mtmP de la ruta de biosíntesis de mitramicina y de uno de los reguladores específicos de ruta (378SARP) del agrupamiento génico 1701. Finalmente, se analizó la expresión de estos cinco genes de regulación global en todas las cepas recombinantes generadas con el fin de proponer posibles cascadas de regulación para la biosíntesis de mitramicina. El conocimiento de las redes de regulación en S. argillaceus podrá ser utilizado para identificar posibles etapas limitantes y en base a ello, diseñar cepas para mejorar la producción de mitramicina y otros metabolitos secundarios.