p9902819 método para la incorporación estable de la capacidad de

P9902819
MÉTODO PARA LA INCORPORACIÓN ESTABLE DE LA
CAPACIDAD DE OXIDACIÓN DE HIDRÓGENO A
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS
Descripción
Un grupo de investigación multidisciplinar formado por investigadores de la Universidad Politécnica de
Madrid y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha desarrollado un método para transferir un
sistema de reciclado de hidrógeno a distintas especies de Rhizobium y otras bacterias Gram negativas, mediante
la construcción de un fragmento de ADN de 19 kb que contiene los genes de la hidrogenasa y que puede ser
movilizado fácilmente como un único fragmento de restricción.
La actividad de fijación de nitrógeno atmosférico por la nitrogenasa origina el desprendimiento de hidrógeno,
disminuyendo el rendimiento energético del proceso. La presencia de actividad hidrogenasa, descrita en algunas
cepas de Rhizobium, mejora dicha eficiencia energética.
Mediante la aplicación de este procedimiento se transfiere un sistema de reciclado de hidrógeno a distintas
especies de Rhizobium y otras bacterias Gram negativas. En concreto, el método se basa en el empleo de un
minitransposón que incluye los genes de R. leguminosarum implicados en la síntesis de hidrogenasa, junto
con un gen marcador de resistencia, que puede ser eliminado posteriormente. Mediante el empleo de este
minitransposón se logra la obtención de cepas de bacterias de la familia Rhizobiaceae, capaces de oxidar todo el
hidrógeno producido por la nitrogenasa.
La introducción de esta construcción en bacterias de la familia Rhizobiaceae se realiza mediante transposición
al genoma, donde se mantiene de forma estable. Las bacterias así modificadas inducen altos niveles de actividad
hidrogenasa en los nódulos radiculares de leguminosas. Esta estrategia permite la obtención de cepas útiles
como inoculantes rizobianos mejorados.
La capacidad de oxidar hidrógeno en Rhizobium está mediada por un sistema enzimático cuyo componente
esencial es una hidrogenasa de tipo FeNi.
El método, asimismo, es capaz de eliminar los genes de resistencia a antibióticos (espectinomicina), del genoma
de las cepas a las que se incorpora el transposón.
Mapa génico de la región completa de ADN para la
síntesis de la hidrogenada.
Esquema del plásmido que contiene el transposón
construido.
Innovación/Ventajas
Este método constituye un sistema de mejora de inoculantes rizobianos para leguminosas, el cual:
· Supone un sistema eficiente para la integración genómica estable de fragmentos de DNA de unas 20 Kb que
no había sido descrito con anterioridad.
· Describe la construcción de un minitransposón capaz de movilizar un fragmento de más de 20 kb y que
incorpora una nueva característica de relevancia simbiótica.
· Aporta datos sobre la expresión de los genes de hidrogenasa de Rhizobium leguminosarum en Mesorhizobium
loti y en Bradyrhizobium japonicum, especies rizobianas en las que no se conocía la posibilidad de incorporar
estos genes de forma efectiva.
Asimismo, permite:
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Reducir la dependencia de los fertilizantes nitrogenados en los cultivos de leguminosas.
Disminuir la contaminación por nitratos asociada a la fertilización nitrogenada.
Mejorar la eficiencia energética al ser capaz de reciclar el hidrógeno producido por la nitrogenasa.
Incrementar la productividad de los cultivos de leguminosas.
Obtener un sistema que permite la incorporación estable de este sistema genético a cepas rizobianas carentes
de la capacidad de oxidar hidrógeno.
· Reciclar el hidrógeno producido por la nitrogenasa gracias a la inserción del transposón, resultando así en
nódulos que no desprenden hidrógeno.
Situación de la propiedad intelectual
Patente española P9902819 concedida en 2005.
Patente en copropiedad entre la Universidad Politécnica de Madrid y el Consejo Superior de Investigaciones
Científicas.
Inventor/es
José Manuel Palacios Alberti
Dpto. Biotecnología
ETSI Agrónomos
Universidad Politécnica de Madrid
jose.palacios@upm.es
Tomás Andrés Ruiz Argüeso
Dpto. Biotecnología
ETSI Agrónomos
Universidad Politécnica de Madrid
Enlaces de interés
http://www.bit.etsia.upm.es/
María Elena Bascones Merino
Dpto. Biotecnología
ETSI Agrónomos
Universidad Politécnica de Madrid
Juan Imperial Ródenas
Consejo Superior de Investigaciones Científicas