La plasticidad genómica de las cianobacterias: ventaja adaptativa e inconveniente biotecnológico

Conferencia del Máster Universitario en Genética Molecular y Biotecnología

Rocío López Igual,  IBVF, Sevilla

La supervivencia y la evolución de los organismos vivos depende de un balance preciso entre la inestabilidad y la integridad de su genoma. En bacterias, los elementos genéticos móviles (MGE) aumentan la inestabilidad, pero también ofrecen nuevas funciones que pueden ser esenciales en un proceso adaptativo.

Para evitar la pérdida de estos MGE, existen módulos conocidos como sistemas de muerte condicional o de adicción–como los sistemas toxina-antitoxina, TAs- que estabilizan dichos elementos a través de una muerte celular en caso de pérdida del mismo. Dentro del mundo bacteriano, las Cianobacterias constituyen un phylum especialmente rico en MGEs y módulos TAs. Las cianobacterias son los únicos procariotas capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica desempeñando un papel esencial en la productividad primaria del planeta. Estas bacterias actualmente son consideradas herramientas biológicas revolucionarias y potencialmente útiles como factorías biotecnológicas para producir, por ejemplo, fuentes de energía renovables.

Los mayores impedimentos para el completo desarrollo de estas factorías verdes son la inestabilidad del genoma cianobacteriano y la escasez, en comparación con otros organismos heterótrofos, de herramientas de ingeniería genética. En la chala contaré cómo tenemos planeado reducir la inestabilidad genética de la cianobacteria modelo Anabaena sp. PCC 7120, una bacteria filamentosa que tiene la capacidad de formar células especializadas en la fijación del nitrógeno atmosférico. Esta cianobacteria contiene un genoma amplio y complejo que incluye 6 plásmidos y que además es especialmente rico en presuntos MGEs y módulos TAs.

Explicaré cómo combinando el estudio de la inestabilidad genómica con el desarrollo de herramientas en biología sintética, pretendemos generar conocimiento sobre estos microorganismos, así como nuevas herramientas genéticas que podrán servir de base para desatar el desarrollo biotecnológico de las cianobacterias.