Identificación de genes involucrados en la transformación y resistencia a arsénico en microorganismos recuperados de zonas de Colombia con la presencia del metal

Abstract

Se identificaron genes involucrados en la transformación y resistencia a arsénico en bacterias cultivables recuperadas de aguas y suelos provenientes de zonas de Colombia con presencia de arsénico. La identificación se realizó extrayendo ADN a partir de cepas recuperadas de muestras ambientales de la sabana de Bogotá y del municipio Agustín Codazzi del departamento del Cesar. Estos aislamientos se escogieron por su capacidad de crecer en medio con arsénico. Mediante el uso de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se emplearon iniciadores reportados para amplificar dos de los genes del operón ars correspondientes a la bomba de expulsión de arsenito (ArsB) y la arsenato reductasa (ArsC), así como genes codificantes para la arsenito oxidasa (AroA/AsoA/AoxB). Se realizó una tipificación molecular de las cepas por medio de la amplificación del gen que codifica para la unidad ARN ribosomal 16S. Todos los productos de amplificación se discriminaron por análisis de Single-Strand Conformational Polymorphism (SSCP) por las diferencias en el perfil de bandas. Los genes que mostraron perfiles únicos fueron secuenciados. El análisis bioinformático mostró que la mayoría de las cepas de la sabana de Bogotá corresponden al género Pseudomonas, mientras que las provenientes del departamento del Cesar pertenecen al género Bacillus y Arthrobacter. El análisis de los genes funcionales que codifican para la bomba de expulsión ArsB, mostró que la familia de trasportadores transmembranales de arsenito ArsB está presente en el 57,1 % de las cepas estudiadas. Se identificó únicamente en una cepa, identificada como Bacillus sp., el gen que codifica para la arsenato reductasa ArsC perteneciente a la familia ArsCsa. Con los iniciadores utilizados no se logró amplificar el gen codificante para la arsenito oxidasas en ninguna de las bacterias estudiadas. En cuanto a las pruebas microbiológicas de resistencia a arsénico, se determinó la concentración mínima inhibitoria (CMI) para las cepas estudiadas encontrando que las bacterias de la Sabana de Bogotá mostraron mayor resistencia al metal que las bacterias del Cesar con una CMI de 200 mM para arsenato y de 20 mM para arsenito.

Abstract. Se identificaron genes involucrados en la transformación y resistencia a arsénico en bacterias cultivables recuperadas de aguas y suelos provenientes de zonas de Colombia con presencia de arsénico. La identificación se realizó extrayendo ADN a partir de cepas recuperadas de muestras ambientales de la sabana de Bogotá y del municipio Agustín Codazzi del departamento del Cesar. Estos aislamientos se escogieron por su capacidad de crecer en medio con arsénico. Mediante el uso de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se emplearon iniciadores reportados para amplificar dos de los genes del operón ars correspondientes a la bomba de expulsión de arsenito (ArsB) y la arsenato reductasa (ArsC), así como genes codificantes para la arsenito oxidasa (AroA/AsoA/AoxB). Se realizó una tipificación molecular de las cepas por medio de la amplificación del gen que codifica para la unidad ARN ribosomal 16S. Todos los productos de amplificación se discriminaron por análisis de Single-Strand Conformational Polymorphism (SSCP) por las diferencias en el perfil de bandas. Los genes que mostraron perfiles únicos fueron secuenciados. El análisis bioinformático mostró que la mayoría de las cepas de la sabana de Bogotá corresponden al género Pseudomonas, mientras que las provenientes del departamento del Cesar pertenecen al género Bacillus y Arthrobacter. El análisis de los genes funcionales que codifican para la bomba de expulsión ArsB, mostró que la familia de trasportadores transmembranales de arsenito ArsB está presente en el 57,1 % de las cepas estudiadas. Se identificó únicamente en una cepa, identificada como Bacillus sp., el gen que codifica para la arsenato reductasa ArsC perteneciente a la familia ArsCsa. Con los iniciadores utilizados no se logró amplificar el gen codificante para la arsenito oxidasas en ninguna de las bacterias estudiadas. En cuanto a las pruebas microbiológicas de resistencia a arsénico, se determinó la concentración mínima inhibitoria (CMI) para las cepas estudiadas encontrando que las bacterias de la Sabana de Bogotá mostraron mayor resistencia al metal que las bacterias del Cesar con una CMI de 200 mM para arsenato y de 20 mM para arsenito.