Estudio de genómica comparada de genes bacterianos relacionados con la ruta catabólica inferior del naftaleno: metabolismo del salicilato

Abstract

El aumento de la presencia de xenobióticos en el medio ambiente ha incrementado el interés por estudiar la degradación de estos compuestos, incluyendo la biorremediación. Dentro de estos xenobióticos se encuentra el grupo de los hidrocarburos aromáticos policíclicos, donde destaca el naftaleno por ser el compuesto más simple y, por ende, más estudiado. La degradación del naftaleno por bacterias se lleva a cabo en dos fases, aunque en este caso, el estudio se centrará en la vía inferior que se puede realizar mediante dos vías: la vía del catecol y la vía del ácido gentísico. En este trabajo se propone un estudio de genómica comparativa de genes seleccionados de la vía del catecol (nahG, nahH y nahI), usando a Pseudomonas putida G7 como modelo, y de la vía del gentisato (nagG, nagH, nagI y nagAa) a partir de Ralstonia sp. U2. Como resultado se obtiene un árbol filogenético para cada gen mencionado y, además, la predicción y comparación de algunos operones seleccionados. Se ha observado que en las bases de datos para la ruta del catecol destacan cepas pertenecientes a la clase Gammaproteobacteria, mientras que para la ruta del ácido gentísico destaca la clase Betaproteobacteria. Además, se ha observado una alta identidad de Cupriavidus necator U2 con los genes seleccionados de Ralstonia sp. U2 (a excepción de nagI) y una alta identidad de Pseudomonas sp. MC1 y Pseudomonas umsongensis GO16 con los genes y el operón sal de Pseudomonas putida G7.

The increased presence of xenobiotics in the environment has increased interest in studying the degradation of these compounds, including bioremediation. Within these xenobiotics, the group of polycyclic aromatic hydrocarbons should be highlighted, where naphthalene stands out for being the simplest compound and, therefore, the most studied. The degradation of naphthalene by bacteria is carried out in two phases, although in this case, the study will focus on the lower pathway that can be carried out by two pathways: the catechol pathway and the gentisate pathway. In this work we propose a comparative genomics study of selected genes of the catechol pathway (nahG, nahH and nahI), using Pseudomonas putida G7 as a model, and of the gentisate pathway (nagG, nagH, nagI and nagAa) from Ralstonia sp. U2. As a result, we obtain a phylogenetic tree for each gene mentioned and, in addition, the prediction and comparison of some selected operons. It has been observed that in the databases for the catechol route, the majority of strains belong to the Gammaproteobacteria class while for the gentisic acid route the Betaproteobacteria class stands out. Furthermore, a high identity of Cupriavidus necator U2 with the selected genes of Ralstonia sp. U2 has been observed (except for nagI) and a high identity of Pseudomonas sp. MC1 and Pseudomonas umsongensis GO16 with the genes and the sal operon of Pseudomonas putida G7.

L'augment de la presència de xenobiòtics en el medi ambient s'ha incrementat l'interès per estudiar la degradació d'aquests compostos, incloent la bioremediació. Dins d'aquests xenobiòtics es troba el grup dels hidrocarburs aromàtics policíclics, on destaca el naftalè per ser el compost més simple i, per tant, més estudiat. La degradació de l'naftalè per bacteris es porta a terme en dues fases, encara que en aquest cas, l'estudi se centrarà en la via inferior que es pot realitzar mitjançant dues vies: la via de l'catecol i la via de l'àcid gentísic. En aquest treball es proposa un estudi de genòmica comparativa de gens seleccionats de la via de l'catecol (NaHg, nahH i Nahi), usant a Pseudomonas putida G7 com a model, i de la via de l'gentisato (Nagg, nagH, Nagi i nagAa) a partir de Ralstonia sp. U2. Com a resultat s'obté un arbre filogenètic per a cada gen esmentat i, a més, la predicció i comparació d'alguns operons seleccionats. S'ha observat que en les bases de dades per a la ruta de l'catecol destaquen soques pertanyents a la classe Gammaproteobacteria, mentre que per la ruta de l'àcid gentísic destaca la classe betaproteobacteri. A més, s'ha observat una alta identitat de Cupriavidus necator U2 amb els gens seleccionats de Ralstonia sp. U2 (a excepció de Nagi) i una alta identitat de Pseudomonas sp. MC1 i Pseudomonas umsongensis GO16 amb els gens i l'operó sal de Pseudomonas putida G7.