La percepción del quórum es un sistema que le permite a las bacterias coordinar sus acciones a través de señales químicas difusibles. En las bacterias Gram negativas estas señales generalmente son acil-homoserín-lactonas (AHLs). La percepción del quórum participa de manera esencial o muy importante en muchos procesos biológicos como son la bioluminiscencia, la formación de biopelículas, la producción de antibióticos, la esporulación, la conjugación, la motilidad y la interacción simbiótica o patogénica con organismos superiores. Las bacterias de la familia Rhizobiaceae suelen producir, excretar y detectar una multitud de AHLs y de manera excepcional, se ha constatado que la percepción del quórum regula la replicación de algunos y su crecimiento. El objetivo de este proyecto es precisamente elucidar los mecanismos moleculares por los cuales la percepción del quórum regula estos dos fenómenos. Para ello, utilizaremos un modelo relativamente simple: la cepa de Rhizobium sp. NGR234 cuya secuencia genómica se conoce y que sólo produce dos AHL (una producida por TraI y otra por NgrI). Primeramente, nos concentraremos en identificar la naturaleza química de estas dos AHL y luego determinaremos el papel que tienen en el control del crecimiento de la cepa y de la replicación del plásmido pNGR234a. Con este propósito utilizaremos herramientas de biología molecular y de análisis global de expresión como son los perfiles de proteínas en geles de 2D y los transcriptomas obtenidos por medio de la secuenciación masiva de transcritos con la tecnología Illumina-Solexa. Contrastaremos el perfil de proteínas y el transcriptoma de la cepa silvestre en fase logarítmica y la fase estacionaria con los que se obtienen con la adición de la AHL que sintetiza NgrI que es la que se hemos vinculado con el control del crecimiento. Obtendremos mutantes que ya no respondan a la adición exógena de esta AHL y compararemos los perfiles de proteínas y de transcripción de algunas mutantes selectas con la cepa silvestre. Con estos datos pensamos que podremos establecer los elementos que participan en la regulación de la replicación y del crecimiento a través de la percepción del quórum así como la vía de transducción implicadas.

El estudio de los mecanismos de regulación genética que están bajo el control de la percepción del quórum ha sido un campo muy activo de investigación desde hace ya veinte años. Sin embargo, la mayor parte de los investigadores interesados en este tema ha centrado sus esfuerzos en la formación de biopelículas, y en la interacción tanto patogénica como simbiótica de las bacterias con organismos superiores. Esto evidentemente, por su potencial importancia médica y biotecnológica. Desde hace ya muchos años, se ha querido entender en detalle molecular como las bacterias consiguen el estado morfo-fisiólogico que caracteriza a estos organismos cuando entran en fase estacionaria. El contar con la AHL “small”, que al añadirla exógenamente a un cultivo de Rhizobium, obliga a las células a entrar en fase estacionaria, se convierte en un excelente sistema experimental para desmenuzar los mecanismos moleculares involucrados en este fenómeno, ya que ahora podemos inducir “ad libitum” el estado estacionario, sin que las células pasen por una etapa de carencia o de estrés alimentario. En este proyecto aprovecharemos esta ventaja experimental para hacer una contribución relevante en el campo. Además, exploraremos un fenómeno poco conocido que es el de el control de la replicación por percepción del quórum que pudiera ser muy relevante en la interacción planta-bacteria._x000D_