Análisis genómico de plásmidos de Acidithiobacillus ferrivorans PQ510 y Acidithiobacillus ferrooxidans PQ506 aislados de una zona minera de Cerro de Pasco - Perú

Abstract

Las bacterias del género Acidithiobacillus son quimiolitotróficas que crecen en ambientes ácidos, especialmente en drenajes ácidos de minas con metales pesados. Aceleran la disolución oxidativa de minerales azufrados facilitando la recuperación de metales de importancia comercial mediante la biolixiviación. Son útiles en la biorremediación de ambientes contaminados con metales tóxicos, como por ejemplo el arsénico, por su capacidad para oxidar y reducir metales. Varias de estas características y otras necesarias para adaptarse a ambientes extremos están codificadas en plásmidos que están relativamente poco estudiados. El objetivo fue caracterizar comparativamente los genomas de los plásmidos de las cepas Acidithiobacillus ferrivorans PQ510 y Acidithiobacillus ferrooxidans PQ506 aisladas de aguas ácidas de zonas mineras de Cerro de Pasco, Perú. Los plásmidos fueron purificados y enviados para su secuenciamiento. Se hizo el ensamblaje, la anotación y el análisis comparativo de las secuencias plasmídicas de ambas cepas. En A. ferrivorans PQ510 se encontraron tres plásmidos, uno de 28369 pb (denominado pAfPQ510-1), otro de 16745 pb (denominado pAfPQ510- 2), y el tercero de 12365 pb (denominado pAfPQ510-3), los cuales presentan genes implicados en proteger a la célula del estrés oxidativo, en la supervivencia en ambientes extremos y en la replicación, mantenimiento y movilización del plásmido. En A. ferrooxidans PQ506 se encontró un plásmido de 14204 pb, denominado pAfPQ506-1, que porta genes de resistencia a arsénico conformando el operón arsADCRB y genes codificantes de otras proteínas, como disulfuro óxidorreductasa dependiente de FAD, proteína hipotética con dominio CBS, proteínas de replicación, de movilización y proteínas hipotéticas. Estos genes probablemente contribuyen a la resistencia al arsénico y a la replicación, mantenimiento y movilización del plásmido. Los genes del operón arsADCRB pueden haber sido adquiridos por transferencia genética horizontal en el ambiente extremo en el que habitan estas especies. El hallazgo de este operón en pAfPQ506-1 es el primer reporte de genes de resistencia a arsénico en plásmidos de A. ferrooxidans. El análisis comparativo del operón arsADCRB con diversos plásmidos y cromosomas de bacterias (publicados en bases de datos GenBank y servidor RAST), reveló que tenían una identidad elevada con genes ars de cepas de Acidithiobacillus caldus, Acidithiobacillus ferrivorans y Acidithiobacillus ferrooxidans. La generación de conocimientos a nivel molecular de estos plásmidos es importante para desarrollar métodos de biorremediación de ambientes contaminados con metales pesados y mejorar los procesos de biolixiviación, mediante próximas investigaciones.