Caracterización funcional de sistemas de tolerancia y resistencia a metales monovalentes en Salmonella enterica

Los elementos metálicos están involucrados en todas las fases de la existencia microbiana y juegan roles primordiales en el crecimiento celular y el funcionamiento metabólico pero pueden ser tóxicos cuando su concentración supera un umbral determinado. Por ello, las bacterias han desarrollado sistemas que permiten monitorear estas especies y modular la expresión de factores involucrados en la remoción de los mismos para mantener la homeostasis y prevenir el estrés. Salmonella entérica serov. typhimurium, una enterobacteria capaz de sobrevivir tanto en el medio ambiente como en el hospedador dispone de sistemas de detoxificación/resistencia específicos, controlados por reguladores transcripcionales que monitorean la concentración intracelular del metal, como CueR y GolS, que reconocen iones de metales monovalentes. Además, la bacteria dispone de sistemas no específicos que son importantes moduladores de las respuesta global al estrés celular producido por metales, como el sistema de dos componente CpxAR. En este trabajo, utilizamos al sistema gol de resistencia a Au controlado por GolS como plataforma en el desarrollo del primer biosensor bacteriano fluorescente específico para este metal, utilizando como bacteria residente del sistema de detección tanto Salmonella, como cepas no patógenas de Escherichia coli. En condiciones de laboratorio, estos biosensores demostraron ser eficaces para detectar Au específicamente en un rango de concentraciones adecuado para la detección del metal en muestras del ambiente. Este desarrollo tecnológico y variantes no selectivas del sensor GolS previamente desarrolladas en el laboratorio fueron utilizados para la generación de nuevos biosensores bacterianos para la detección de una amplia variedad de metales tóxicos, incluyendo Au, Cu, Ag, Hg, Cd y Pb, metales que son altamente nocivos para el ecosistema. Estos dispositivos, ensayados en condiciones de laboratorio, sirven de prueba de concepto para la utilización de los mismos en monitoreo ambiental de muestras acuosas. Por otro lado, y como parte de la caracterización del sistema de eflujo GesABC, perteneciente al regulón gol de resistencia a Au de S. typhimurium, demostramos la participación del sistema de dos componentes CpxAR de respuesta a estrés periplasmático como co-regulador y evidenciamos la relevancia de esta regulación adicional para la sobrevida en condiciones de estrés.