Línea 1

Biología moleculary bioquímica de bacterias

Programas

1.1 Aislamiento, caracterización, manipulación y regulaciónde los genes del metabolismo nitrogenado de E. coZ¡yotros rnicroorganismos.

1.2 Aislamiento y caracterización del gene de la enzima pe-nicilino acilasa de E. coZ¡.

1.3 Aislamiento, caracterización y manipulación de genesque codifican para proteínas de membrana externa debacterias patógenas gram negativas.

1.4 Genética de enterotoxinas.

1.5 Disección y caracterización de elementos molecularesinvolucrados en la replicación del DNA de vehículos dedonación.

1.6 Plasticidad de los plásmidos simbióticos de Rhizobiumleguminosarum bv phaseoli.

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Programa 1.1 Aislamiento, caracterización, manipulacióny regulación de los gene s del metabolismo nitrogenado deE. coZ¡y otros microorganismos.

Como modelo de estudio se han seleccionado los genesestructurales de las enzimas glutamino sintetasa, glutamatodeshidrogenasa y glutamato sintasa, ya que codifican paraestas enzimas clave en el metabolismo nitrogenado.

Nuestro enfoque ha consistido en analizar la expresiónde los gene s estructurales para estas enzimas en diferentescondiciones de crecimiento, así como por la influencia dediversas mutaciones en los genes involucrados en su regu-lación.

Por otro lado, la caracterización a nivel molecular de có-mo ocurren los eventos de activación y/o represión de estosgenes, ha sido uno de los objetivos para conocer las caracte-rísticas funcionales y estructurales de los elementos que con-trolan la asimilación de nitrógeno en entero bacterias.

Asimismo, mediante el uso de una metodología fisiológi-ca y del aislamiento y la caracterización genética de muta-ciones en genes estructurales y regulatorios y en las regio-nes de control, se pretende llegar a tener un panorama decuáles son los mecanismos que gobiernan dicha regulación.

Proyectos específicos

Aislamiento y caracterización de los gene s que codificanpara la enzima glutamato sintasa de E. coZiK-1Z.G. Gosset, B. Becerril, A. Minondo y F. Bolívar198Z/PIDGBM

Aislamiento y caracterización del gene que codifica parala enzima deshidrogenasa glutámica de E. coZiK-1Z.1. Riba, B. Becerril, F. Valle, E. Merino y F. Bólívar198Z/TIDGBM

Parámetros fisiológicos y genéticos que afectan la sensi-bilidad de E. coZial metilamonio.

O. Santana y L. Servín1985/T/SIDGBM

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Obtención y caracterización de cepas mutantes de E. coli hi-persensibles al metilamonio.T.C. Olamendi y L. Servín1985/T/SIDGBM

Aislamiento y caracterización de los genes que codificanpara glutamato sintasa y glutamato deshidrogenasa de S.typhi.].L. Puente, M. Fernández, B. Becerril, F. Bolívar y E. Calva1986/PIDGBM

Caracterización de secuencias repetidas palindrómicas ex-tragénicas en el gene de la deshidrogenasa de E. coZi.E. Merino, F. Valle, B. Becerril y F. Bolívar1986/TIDGBM

Programa 1.2 Aislamiento y caracterización del gene quecodifica para la enzima penicilino acilasa de E. coli.

La enzima penicilino acilasa se utiliza en la conversióndel antibiótico penicilina en el ácido 6-aminopenicilánico;éste, a su vez, es utilizado en la síntesis de penicilinas semi-sintéticas.

Con el fin de caracterizar y manipular este gene, se halogrado aislarlo del genoma de la bacteria E. coZi ATCC11105. De esta manera se procede a determinar la secuen-cia nucleotídica del gene para poder manipularlo a nivel fi-no y colocarlo bajo la expresión de un promotor más fuertey regulable.

Además se pretende trabajar en aspectos relacionados conel procesamiento del precursor de esta enzima, compuestade dos polipéptidos que provienen, aparentemente, de unprecursor común.

Proyectos especf{icos

Determinación de la secuencia nucleotídica del gene es-

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tructural y regiones regulatorias de la penicilino acilasa deE. coZ¡.G. Oliver, F. Valle, G. Gosset y F. Bolívar1984/T/SIDGBM

Señales metabólicas involucradas en la regulación del genede la penicilino acilasa de E. coli.F. Valle, E. Merino, F. Recillas, A. Vázquez y F. Bolívar1986/P/SIDGBM

Programa 1.3 Aislamiento, caracterización y manipulaciónde gene s que codifican para proteínas de membrana exter-na de bacterias patógenas gram negativas.

Nuestro objetivo es lograr una mejor comprensión de laestructura de la membrana externa de S. typhi, el agente cau-sante de la fiebre tifoidea. La incidencia en México de estaenfermedad es alta y presenta serios riesgos para la salud,puesto que S. typhi es altamente invasiva. Estamos buscan-do cuáles de las proteínas principales de membrana externacorresponden a las descritas en E. coli y cuáles son particu-lares de S. typhi. Posteriormente, buscaremos relacionar pro-t('~nas alteradas con cambios en la invasividad, resistenciad.fagocitosis y adherencia. Uno de los propósitos es deter-minar la factibilidad del uso de las proteínas de la membra-na externa como antígenos en un sistema de inmunodiag-nóstico o como component~s de una vacuna acelular. Ade-más, las regiones específicas de los gene s pudieran servir debase para diseñar oligonucleótidos detectores especie ogénero-específicos.

Por lo tanto, estamos estudiando las proteínas principa-les de la membrana externa por medio del aislamiento, y lacaracterización de sus respectivos genes. La secuencia nu-cleotídica de cada gene nos indicará cuáles son las regionesregulatorias, así como la estructura primaria de la proteínacorrespondiente. Fi~almente, estamos interesados en carac-terizar los epítopes expuestos específicos de S. typhi. El ais-lamiento de los genes permitirá la sobreproducción de la pro-

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teína. En consecuencia, se podrán probar las propiedadesinmunogénicas de cada proteína, junto con, o en ausenciade polisacáridos. Además, se podrán generar anticuerpos es-pecíficos, permitiendo corre1acionar genes específicos conproteínas en un patrón e1ectroforético.

Proyectos especificos

Aislamiento y caracterización de genes que codifican pa-ra las proteínas de membrana externa de S. typhi por hibri-dación de los siguientes genes: ompF, ompC y phoE de E. co-z¡ y ompA de S. typhimirium.J.L. Puente, V. Flores, A. Hernández, M. Fernández, Y.Fuchs y E. Calva1985/T/SIDGBM

Aislamiento de genes que codifican para proteínas de lamembrana externa de S. typhi por inmunodetección con sue-ros de pacientes con fiebre tifoidea.J.L. Puente, M. Fernández, A. Verdugo, Y. Fuchs y E. Calva1985/T/SIDGBM

Determinación y análisis de la secuencia del gene ompCde S. typhi.J.L. Puente, V. Á1varez, G. Gosset y E. Calva1988/I/SIDGBM

Estudio sobre la variabilidad genética de ompC de S. typhi.V. Á1varez, J.L. Puente y E. Calva1988/I/SIDGBM

Caracterización de la respuesta inmuno1ógica hacia lasproteínas de la membrana externa de S. typhi.A. Verdugo, Y. López-Vida1, G.M. Ruiz-Pa1acios y E. Calva1988/I/S/DGBN-IMNSS

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Programa 1.4 Genética de enterotoxinas.

Campylobacter jejuni es un microorganismo causante deenteritis, tanto en países"en desarrollo como en países desa-rrollados. Dadas las dificultades para crecer este organismoen el laboratorio, su patogenicidad fue reconocida hace sólodiez años. Se ha determinado que C. jejuni sintetiza una en-terotoxina similar a la enterotoxina (LT) lábil al calor de E.coli y a la enterotoxina (cr) de Vibrio cholera.

Hemos encontrado que S. typhi, el agente causante de lafiebre tifoidea, tiene una enterotoxina similar a CT, aunqueno se ha caracterizado su estructura ni su función. Nuestroobjetivo es caracterizar los gene s que codifican para las en-terotoxinas de C. jejuni y S. typhi. Éstos pudieran encontrar-se en un plásmido, en el cromosoma, en un transposón oen un bacteriófago. Existe la posibilidad de un gene regula-torio además del gene estructural.

La caracterización de los genes para estas enterotoxinasnos ayudará a entender su similitud con los genes de E. coliy de V. cholera. También se obtendrá información sobre eluso de codones y las características de las regiones regula-

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torias. En términos de desarrollo biotecnológico, esta infor-mación puede utilizarse para diseñar detectores específicospara cada microorganismo enteropatógeno.

Proyectos especificas

Caracterización de plásmidos y fagos en cepas toxigéni-cas y no toxigénicas de C. jejuni.M. Vázquez y E. Calva1985/T /S/DGBM

Clonación genómica de cepas toxigénicas de C. jejuni: bús-queda del gene para la enterotoxina, por inmunodeteccióno por hibridación de ácidos nudeicos.M. Vázquez y E. Calva1985/T/S/DGBM

Caracterización de la enterotoxina de S. typhi.M. Fernández, M. Vázquez y E. Calva1986/T /S/DGBM

Clonación del gene que codifica para la enterotoxina deC. jejuni.M. Fernández, J.L. Puente y E. Calva1988/I/S/DG BM

Caracterización y análisis de la secuencia nudeotídica delgene de la enterotoxina de S. typhi.M. Fernández y E. Calva1988/I/S/DGBM

Programa 1.5 Disección y caracterización de elementos mo-leculares involucrados en la replicación del DNA de vehí-culos de donación.

Se busca profundizar en el conocimiento de los mecanis-mos moleculares que subyacen y regulan la replicación del

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DNA en un sistema bien conocido. Se utilizan técnicas demanipulación fina de ácidos nucleicos (ingeniería genética),y métodos genéticos clásicos.

El conocimiento generado se ha aplicado en el diseño ydesarrollo de vectores de clonación mejorados.

Proyectos específicos

Estudios de transcripción en E. coli en el origen del plás-mido pBR322.M. Zurita, H. Lomelí, J. Osuna y X. Soberón1983/TIDGBM

Aislamiento del sustrato mínimo de RNAsa H, eficiente

en replicación, en plásmidos tipo ColEl.J. Cruz y X. Soberón1984/TIDGBM

Programa 1.6 Plasticidad de los plásmidos simbióticos deRhizobium leguminosarum bv phaseoli.

Rhizobium es una bacteria del suelo que fija nitrógeno enasociación con raíces de ciertas leguminosas formando es-tructuras características llamadas nódulos; el nitrógeno fi-jado en amonio es asimilado por la planta y utilizado parasu crecimiento.

La información genética que le permite a Rhizobium no-dular y fijar nitrógeno está codificada en plásmidos deno-minados simbióticos.

Los plásmidos son moléculas de DNA con gran plastici-dad, ya que tienen una gran frecuencia de rearreglos géni-cos, pueden transferirse entre bacterias y las bacterias pue-den perderlos sin que disminuya su viabilidad.

Usando como modelo un plásmido simbiótico de Rhizo-bium leguminosarum bv phaseoli, se estudian, mediante téc-nicas de genética molecular, los rearreglos génicos y la trans-ferencia de información simbiótica entre bacterias. Por otra

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parte, se evalúa la expresión de diferentes plásmidos sim-bióticos de una cepa de Rhizobium leguminosarum carente deplásmidos simbióticos.

Proyectos específicos

Rearreglos génicos del plásmido simbiótico de Rhizobiumleguminosarum bv phaseoli CFN23.R. Nájera, M. Fernández, E. Calva y G. Soberón-Chávez1987/PIDBI

Formación de plásmidos simbióticos de Rhizobium legu-minosarum bv phaseoli por recombinación genética.G. Soberón-Chávez, R. Nájera, G. Espín y S. Moreno1987/TIDBI/CIFN

Expresión de distintos plásmidos simbióticos en una ce-pa no simbiótica de Rhizobium leguminosarum.B. Palmeros y G. Soberón-Chávez1987/P/DBI

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