Análisis bioinformático del transcriptoma de Streptomyces clavuligerus y establecimiento de una red de interacción asociada al metabolismo del ácido clavulánico

Abstract

RESUMEN: El ácido clavulánico es un inhibidor de β-lactamasas, y es producido a nivel industrial por procesos fermentativos, usando la bacteria Streptomyces clavuligerus. La eficiencia de la producción de AC está asociada con la composición de los medios, las condiciones de cultivo y las características fisiológicas y genéticas de la cepa. Sin embargo, gran parte de las vías moleculares que rigen la regulación de AC en S. clavuligerus siguen siendo aún desconocidas, y a pesar de numerosos estudios, los mecanismos reguladores que se encuentran presentes en la ruta de biosíntesis de AC aún no se han identificado completamente. En este trabajo, se realizó un análisis transcriptomico, usando datos provenientes de RNA-seq de la cepa de S. clavuligerus ATCC 27064 la cual fue cultivada en dos medios de cultivo. El primero, era un medio complejo, a base de soja el cual era rico en nutrientes. El segundo medio era químicamente definido, en el cual tenía escasez de nutrientes . En total se encontraron 1505 genes que fueron expresados diferencialmente, 587 genes fueron expresados bajo las condiciones favorables del cultivo de soja y 918 en condiciones de cultivo desfavorables. Además, se usó la herramienta string, disponible en cytoscape, para construir una red de interacción con los datos obtenidos en el análisis de expresión diferencial, usando un puntaje de confidencialidad de 0.7. Se encontraron 524 nodos 243 bordes.Se realizó un análisis de enriquecimiento usando string para identificar cuáles de esos genes, formaban parte en la producción de antibióticos, y otros procesos de síntesis de interés, como lo es la producción de arginina. Se usó la herramienta cluster Maker 2, y se encontró un grupo de genes diferencialmente expresados, los cuales contribuyen a la producción de alanina el cual es un precursor importante para la producción de ácido clavulánico. El análisis de transcriptoma en S. clavuligerus contribuye a la identificación de la abundancia de transcripción durante el desarrollo celular y las perturbaciones ambientales, esto nos ayuda entender cómo se comporta el microorganismo bajo diversas condiciones y así poder aportar y entender cómo funciona la producción de ácido clavulánico.