Isolation and characterization of Acidiphilium sp. PM, a nickel-resistant electricigen from Río Tinto

Résumé

Acidiphilium es un habitante habitual de ambientes ácidos, donde crece heterotróficamente usando O2 y Fe3+ como aceptores de electrones. En 2008, se aisló de Río Tinto una cepa de Acidiphilium capaz de acoplar la oxidación de glucosa con la transferencia directa de electrones a electrodos de grafito. Este descubrimiento abrió la puerta al uso de ánodos aerobios en pilas de combustible microbianas, lo que simplificaría significativamente su diseño. Esta tesis forma parte de un plan a largo plazo llevado a cabo por un grupo transdisciplinar de laboratorios que intenta caracterizar en profundidad esta cepa. Como parte de esta tesis, el genoma de Acidiphilium sp. PM ha sido secuenciado y anotado y su metabolismo ha sido parcialmente reconstruido. Esto ha permitido la identificación de rutas del metabolismo central y la comparación del genoma de Acidiphilium sp. PM con los de otras cepas del género. Además, se ha construído un microarray de ADN genómico que permite realizar estudios transcripcionales a nivel de todo el genoma, así como hibridaciones comparativas entre genomas. Por otra parte, este trabajo ha perseguido caracterizar la resistencia de Acidiphilium sp. PM a metales pesados. En concreto, se ha examinado su inusual capacidad de resistir Ni mediante distintas metodologías. Por un lado, el análisis funcional de una librería genómica de Acidiphilium sp. PM ha permitido identificar genes involucrados en resistencia a Ni. Por otro lado, estudios de transcriptómica y proteómica a nivel de todo el genoma han revelado que el Ni desencadena una rápida respuesta programada que, en última instancia, lleva a una parada del crecimiento celular. Los análisis de expresión diferencial de genes también han llevado a la identificación de varias enzimas como potenciales dianas principales de la toxicidad causada por el Ni.