Azotobacter vinelandii es una gamma proteobacteria foligenéticamente muy relacionada al género Pseudomonas. Es una bacteria del suelo que puede ser encontrada asociada a la rizosfera. Produce dos polímeros de interés industrial, el alginato y el PHB, ambos compiten entre si por la fuente de carbono suministrada. En nuestro laboratorio identificamos una mutante que lleva interrumpido el gen cbrA el cual codifica una Histidin Cinasa, rio abajo se localiza el gen cbrB el cual codifica un regulador de Respuesta, ambos constituyen un sistema de dos componentes CbrA/CbrB. Esta mutante, denominada GG15 presenta un incremento de 10 veces en la síntesis de alginato mientras que la de PHB se disminuye al menos 4 veces. En Pseudomonas aeruginosa el sistema CbrA/CbrB regula la asimilación de fuentes de carbono y nitrogeno. Este sistema tambien posee un efecto en la represion catabolica por carbono al activar la transcripción de un RNA pequeño llamado CrcZ el cual titula a la proteina Crc la cual ejerce du¡irectamente la represión catabólica al impedir la traducción de genes para la similacion de fuentes de carbono no preferidas. En este trabajo nos hemos propuesto investigar si el efecto negativo del sistema CbrA/B sobre la síntesis de alginato es independiente del sistema de regulación traduccional Crc/CrcZ. Asi mismo nos hemos propuesto establecer la funcion de este sistema en conjunto CbrA/CbrB-Crc/CrcZ sobre la síntesis de PHB y la represion de glucosa (fuente de carbono no preferida) por acetato (fuente de carbono preferida). Para lograr nuestros objetivos recurriremos a varias estrategias moleculares que incluyen i) la expresión en trans de los elementos de regulación a ensayar (Crc o CrcZ) y evaluar el efecto en los tres procesos: producción de alginato, de PHB y en la represion catabolica. ii) Analisis proteomico de la mutante CbrA para identificar blancos de regulación de este sistema en un intento por investigar porque el sistema CbrA/B posee un fecto negativo sobre la síntesis de alginato y finalmente iii) Establecer los blancos directos de regulación de la proteina Crc, elemento clave en la represion catabolica por carbono en Pseudomonas sp. y seguramente tambien en A. vinelandii. Esto se realizará mediante ensayos tipo EMSA utilizando los mRNA de los genes blanco identificados y mediante el uso de fusiones traduccionales. Con estos resultados estaremos en posibilidades de conocer los mecanismos moleculares del control que ejerce el sistema CbrA/B sobre la síntesis de polimeros producidos por A. vinelandii y de la represion catabolica de glucosa. El modelo que resulte de esta investigación podra ser utilizado a mediano plazo para la generacion de cepas con capacidades mejoaras en la síntesis de estos polimeros los cuales poseen aplicaciones biotecnologicas importantes. Este es un proyecto planeado para tres años, al cabo de los cuales nos hemos propuesto graduar a al menos 1 estudiante de Doctorado, 2 de Maestria y dos de Licenciatura asi como la publicación de dos articulos cientificos en revistas internacionales de alto impacto.

El proyecto tiene como objetivo generar conocimiento básico acerca de la regulación de la síntesis de polímeros en Azotobacter vinelandii y su relación con Sistemas de regulación del catabolismo de fuentes de carbono. Previamente encontramos que el Sistema de Dos Componentes CbrA/CbrB regula negativamente la síntesis de alginato mientras que regula positivamente la síntesis de PHB. Mas aún nuestros resultados indican que el efecto positivo sobre el PHB es independiente del efecto que CbrA/B tiene sobre la síntesis de alginato (Hernández-Ortíz A. Tesis de Licenciatura 2010). El Sistema CbrA/B, muy probablemente junto con el Sistema Crc/CrcZ, participa en la represión catabólica por carbono en A. vinelandii. Este proyecto generaría conocimiento básico acerca de la represión catabólica por carbono en A. vinelandii y del posible vínculo con la producción de polímeros de interés industrial por A. vinelandii. Los datos generados contribuirán a largo plazo a la construcción de cepas mejoradas en la síntesis de alginato y/o PHB. Se contempla graduar a dos estudiantes de maesria, uno de doctorado y dos de licenciatura asi como la publicacion de dos articulos cientificos en revistas internacionales de alto impacto.