En este proyecto se propone realizar una caracterización global de la adaptación funcional de Rhizobium etli (alfa proteobacteria, fijadora simbiótica de nitrógeno), mediante la mutación y sustitución sistemática de genes ortólogos. Utilizando la metodología de modificación genética llamada recombineering, con el análisis de las secuencias genómicas disponibles, y la capacidad adicional de realizar estudios de transcriptoma y proteoma, se pretende realizar una evaluación global de la mutación de genes cromosomales y el efecto de la adaptación funcional al comparar secuencias específicas de la especie que potencialmente responden a diversidad de nichos y diferentes capacidades metabólicas y simbióticas. _x000D_ _x000D_ Inicialmente, se implementará la estrategia de Red virus, que ya ha sido ensayada en varias especies bacterianas pero no en Rhizobiales. Por otra parte, se seleccionará un grupo importante de genes ortólogos comunes en varios genomas de Rhizobiales con sintenia conservada, para realizar la comparación genómica de cepas de distinta capacidad simbiótica de R. etli, CFN42 y CIAT652 y S. meliloti 1021, de las cuales se tiene la secuencia completa. Después se realizarán las mutaciones y sustituciones sistemáticas de genes cromosomales en la cepa de Rhizobium etli CFN42 y se caracterizará el efecto de las sustituciones mediante transcriptoma y proteoma, y en algunos casos con microarreglos fenotípicos (como el Biolog Phenotype microarray), lo que permitirá detectar diferencias en las tasas de asimilación de múltiples fuentes de carbono y nitrógeno, modificación de vías biosintéticas, así como respuesta a cambios osmóticos, de pH, iones, y sensibilidad a xenobióticos. El objetivo general de este proyecto es estudiar la adaptación funcional de los genes de Rhizobium etli CFN42 y sus secuencias específicas, al comparar y sustituir genes de organismos relacionados como R. etli CIAT652 (cepa de alta capacidad fijadora de nitrógeno y también simbionte de frijol) o Sinorhizobium meliloti 1021 (organismo modelo en el área, simbionte de alfalfa), mediante la implementación de la metodología de modificación genética sistematizada llamada recombineering._x000D_

En este proyecto se propone implementar el método de recombinering a Rhizobium, esta implemetación significará un aporte extraordinario al campo de la Rizobiología, el cual nos permitirá hacer modificaciones genéticas sistemáticas en Rhizobium, sin la necesidad de utilizar pasos de subclonación que consumen tiempo y requieren de uso intensivo de enzimas de restricción, ligaciones y clonaciones. _x000D_ _x000D_ Por otro lado, se analizará la implicación funcional de las secuencias específicas de la especie, derivadas de los procesos evolutivos de adaptación. Este es un enfoque original, que se realizará mediante la sustitución sistemática de secuencias específicas en los ortólogos de cepas de R. etli y Sinorhizobium meliloti. El efecto de la sustitución de genes ortólogos se evaluará con la asimilación de nutrientes y cómo esto influye en sus capacidades metabólicas y simbióticas. Además de adquirir conocimientos de ciencia básica, se puede relacionar con las diferencias en capacidad fijadora de nitrógeno en simbiosis con frijol que muestran las cepas secuenciadas de R. etli. A la fecha no existen repotes publicados en Rhizobium acerca de la obtención sistematizada de mutantes y su evaluación global, por lo que su aplicación en el campo significará un avance muy importante en el campo de la Rizobiología._x000D_ _x000D_ El proyecto se complementa ideóneamente con los estudios de transcriptoma y proteoma que ya se desarrollan en el Programa sobre este organismo, en condiciones de vida libre y simbiosis. Conociendo la expresión transcripcional de sus genes y sus productos, así como la variabilidad proteómica y metabólica, se tendrá un panorama muy amplio del funcionamiento celular de la bacteria. _x000D_