cicCartuja Centro de Investigaciones Científicas de la cartuja
Título: Proteins influencing the septal junctions in heterocystous cyanobacteria
Doctorando: Sergio Arévalo Díaz (IBVF)
Fecha: Jueves, 17 de septiembre de 2020. 11:00h
Lugar: Salón de Grados del cicCartuja2
Director de tesis: Dr. D. Enrique Flores García
Resumen
Las cianobacterias son organismos caracterizados por llevar a cabo la fotosíntesis oxigénica, siendo Anabaena sp. PCC 7120 una estirpe modelo de cianobacterias filamentosas que en de nitrógeno ejecuta un programa de diferenciación celular dando lugar a un tipo de célula especializada llamada heterocisto. Los heterocistos fijan dinitrógeno atmosférico por acción de la nitrogenasa, pero no pueden fijar dióxido de carbono fotosintéticamente, proceso que es realizado por las células vegetativas del filamento. Esta especiación celular hace necesaria la existencia de comunicación intercelular para el transporte de nutrientes y moléculas reguladoras a lo largo del filamento. Esta comunicación tiene lugar a través de unas estructuras proteicas denominadas “septal junctions”, que están localizadas en los septa intercelulares del filamento atravesando el peptidoglicano septal a través de unos agujeros llamados nanoporos. Con la formación de las “septal junctions” se han relacionado varias proteínas tales como SepJ, FraC, FraD y FraE, entre otras.
En esta tesis se han identificado nuevas proteínas relacionadas con las “septal junctions”. Estas proteínas son HglK y SepI, que se han localizado en los septa intercelulares, habiéndose establecido asimismo su participación en la comunicación intercelular. Siguiendo esta línea de investigación, se ha podido establecer una correlación estricta entre comunicación intercelular y número de nanoporos específicamente en medios carentes de nitrógeno combinado, es decir, en cultivos diazotróficos. Además, se han identificado, mediante técnicas proteómicas, algunas otras proteínas que podrían participar en la formación de los complejos proteicos de las “septal junctions”. Esto fue posible gracias a la purificación de las proteínas SepJ y HglK en condiciones no desnaturalizantes y el estudio de espectrometría de masas de las correspondientes preparaciones proteicas, trabajo realizado durante dos estancias en la Goethe Universität (Frankfurt am Main, Alemania). También se han estudiado algunas proteínas septales de las cianobacterias simbióticas de diatomeas Richelia intracellularis y Calothrix rhizosoleniae. Estos estudios han supuesto un nuevo enfoque al abordarse mediante la expresión heteróloga de los codificantes de tales proteínas, ya que las condiciones de vida de las cianobacterias simbióticas dificulta o hace imposible su cultivo en condiciones de laboratorio. Finalmente, se ha conseguido establecer la localización subcelular, previamente desconocida, de la proteína FraE en las zonas polares de los heterocistos.
Mediante estos estudios, esta tesis ha hecho una clara contribución al conocimiento de las “septal junctions” cianobacterianas, pudiéndose destacar la identificación de nuevas proteínas involucradas en su formación y su relación con los nanoporos del peptidoglicano septal.
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