Evolución de cepas de escherichia coli para procesos de fermentación industrial

Abstract

El uso de materias primas con altas concentraciones de inhibidores osmóticos (sales y carbohidratos), aguas salobres residuales y grandes densidades microbianas en bioprocesos de fermentación industrial, tienen como objetivo reducir sus costos generales, razón por la cual se hace necesaria la existencia de microorganismos resistentes a tales condiciones. Con el objetivo de comprender los mecanismos de adaptación de fenotipos resistentes a la presión osmótica se planteó realizar la evolución independiente de dos tipos de cepas de Escherichia coli, la primera capaz de realizar recombinación entre sí y la segunda siendo un control asexual, ambas construidas previamente en kaolab por James Winlker, alcanzando una tolerancia hasta de 0.85 [M] del inhibidor NaCl. Posterior a la evolución, se llevó a cabo el secuenciamiento genético de dichos fenotipos, encontrándose frecuentes mutaciones en genes relacionados al control del catabolismo de N-Glucosamina, forma y movilidad celular. Finalmente se realizó un análisis de expresión genética con la técnica de microarreglos, encontrándose la sobreexpresión de genes de síntesis de porinas, importación de moléculas osmoprotectoras, aprovechamiento del hierro, captación de sulfatos y composición de la capa de peptidoglicano en las cepas mutantes. Los resultados obtenidos de este trabajo de investigación confirman la efectividad del sistema de evolución propuesto e identifican posibles mecanismos de adaptación en E. coli hacia la inhibición osmótica, ampliando así el conocimiento existente acerca de tales fenotipos. Finalmente, es posible realizar la aplicación de los mecanismos de adaptación propuestos en el presente trabajo en la generación e ingeniería de cepas con la resistencia necesaria para los anteriormente mencionados procesos biotecnológicos.