Participación de las moléculas señal acilo homoserina lactona, en la movilidad swarming en vibrio spp, aislada de raices del mangle negro aviccenia germinans

Abstract

En la comunicación celular en bacterias, la utilización de moléculas señales o autoinductores, permite la regulación de ciertos procesos fisiológicos dentro de una población bacteriana, cuando se alcanza cierta densidad poblacional, presentándose un fenómeno conocido como quórum sensing. En bacterias gram-negativas, la producción del autoinductor acilo homoserina lactona (AHL) interviene en la regulación de genes relacionados en producción de antibióticos, factores de virulencia, transferencia de plásmidos y en un tipo de desplazamiento coordinado, conocido como swarming o en enjambre. El desplazamiento swarming, es un tipo de movilidad que presentan las bacterias en ambientes semisólidos, donde intervienen, tanto una modificación morfológica (aumento de tamaño celular y producción de múltiples flagelos laterales), como la producción de sustancias, conocidas como biosurfactantes, que ayudan a romper la tensión superficial. Se ha reportado en bacterias patógenas de animales, que las AHLs están relacionadas en la producción de biosurfactantes, permitiendo colonizar tejidos. Sin embargo, se desconoce la presencia de este desplazamiento en bacterias aisladas de raíces de plantas. Vibrio LR6HC, es una bacteria que se aisló de raíces del mangle negro, y por sus características, es una potencial promotora de crecimiento en plantas. Se detectó la producción de las moléculas señal, 4C, 6C y 8C-HL en base a la ayuda de biosensores bacterianos, cromatografía de capa fina (TLC) y espectrometría de masas (GM/SM). Además, se observó que la bacteria presentaba movilidad swarming en 3 diferentes medios semisólidos, con diferentes fuentes nutricionales, llegando a detectarse diferentes tipos de movilidad, dependiendo del medio donde se desplace. Para relacionar la regulación de las AHL en el desplazamiento swarming, se realizó una anulación de la producción de la molécula señal, de una forma intercelular, en base a la acción de la enzima AiiA, una lactonasa que hidroliza el anillo lactona de la AHL, no permitiendo su unión con el regulador transcripcional. Se realizo una conjugación, entre cepa LR6HC y la cepa E. coli, la cual presentaba el plasmído pDSK519::aiiA. Se obtuvieron transconjugantes, y se realizó una búsqueda de aquellas que no producían AHLs, no detectadas por biosensores bacterianos y se comprobó por TLC y GM/SM. Se observó en los transconjugantes, la falta de movilidad swarming en los diferentes medios semisólidos y se comprobó por microscopia electrónica de barrido y transmisión, que la morfología de la célula no presentaba modificaciones en su tamaño, ni en sus estructuras celulares. Se observo que las células en situación de desplazamiento swarming, tenían un tamaño de hasta 2 µm de diámetro, presentando múltiples flagelos laterales y detectando la presencia de una sustancia o velo, que cubría por completo la migración de las bacterias. Se analizó, a través de métodos para detección y cuantificación de biosurfactante, que la cepa transconjugante presentaba una disminución marcada en la producción de una sustancia que puede comportarse como agente tenso activo. Además, se detecto una disminución de hasta un 60%, por parte de la cepa transconjugante no productora de AHLs, en la producción de biopelículas, las cuales están relacionadas con la producción de biosurfactantes, en Pseudomonas aureoginosa y Burkholderia cepacia. En conclusión, la producción de las moléculas señal AHLs, en la cepa Vibrio LR6HC permitiendo la regulación del desplazamiento swarming, haciendo que la bacteria adquiera una transformación morfológica que le permita migrar sobre superficies semisólidas, a través de la producción de una sustancia que actué rompiendo la tensión superficial, comportándose como un biosurfactante bacteriano.