Diferencia en la composición de small RNAs en Vibrio parahaemolyticus que crecen en condiciones ambientales y de aislamiento

Abstract

El marisco puede ser un medio de transmisión de bacterias por medio de alimentos infectados causando enfermedades en seres humanos en todo el mundo. Las bacterias del genero Vibrio son responsables de grandes brotes de origen alimentario a nivel mundial, en especial V. parahaemolyticus el cual es reconocido como un patógeno transmitido por los alimentos, en donde continuamente nuevas cepas patógenas causan diversos casos de enfermedades gastrointestinales en el ser humano. V. parahaemolyticus detecta diversos cambios en el ambiente y desencadena una cascada de respuestas a nivel transcripcional y de regulación génica, además de ser una especie microbiana autóctona marina que comprende cepas bacterianas capaces de crecer en un cultivo que contiene sales biliares a 37 C, una condición raramente encontrada en el océano, pero utilizada para aislamiento en el laboratorio. En 1996 en Calcuta, India, se produjo un brote importante donde el 80% de estas enfermedades eran causadas por el serotipo O3:K6 perteneciente a un grupo clonal nuevo. Este grupo de este serotipo ocasiono una pandemia que afecto a decenas de miles de personas en Asia, Europa, África, América del norte y América del Sur. En el año 2005 un brote se expandió por todo Chile llegando a causar mas de 10.000 casos clínicos. La regulación de los genes puede ser estudiada analizando el RNA mensajero y los small RNA que participan en la regulación de los primeros. Los small RNA (sRNA) son una clase de RNA no codificante (nc-RNA), y tienen un papel relevante como reguladores, dada la cascada de señales regulatorias que provocan. Existen ncRNA que tienen una función estructural, mientras que otros tienen una función regulatoria, pudiendo regular uno o más genes que actúan en diferentes vías metabólicas de las bacterias. Por lo cual surge la pregunta, ¿Que sRNA se estarían expresando diferencialmente al pasar de una condición semejante a la ambiental a la utilizada para el aislamiento de las cepas patógenas que se practica en el laboratorio? Para estudiar la expresión génica se comparó la expresión de V. parahaemolyticus cuando se cultiva a 37°C|, 0,9% de NaCl y 0,04% de sales biliares con la de 12°C, 3% de NaCl sin sal biliar mediante secuenciación de alto rendimiento del RNA obtenido a partir de muestras triplicadas en ambas condiciones. Nuestros resultados mostraron que entre los 43 small RNA anotados señalados en la base de datos BSRD para V. parahaemolyticus, 6 aumentaron y 3 disminuyeron su expresión. Entre ellos, los tres reguladores de almacenamiento de carbono B (CsrB), el 6S RNA, Purina y Lisina riboswitch aumentaron de 3 a 5 veces, en cambio, RyhB, relacionado con el metabolismo del Fe además del control de la motilidad, el Spot 42 y TPP riboswitch descendieron de 3 a 9 veces./ ABSTRACT: Seafood can be a mode of transmission of bacteria through infected food causing illness in humans worldwide. Bacterial of the genus Vibrio are responsible for large foodborne outbreaks worldwide, especially, V. parahaemolyticus is recognized as a foodborne pathogen, where continuously new pathogenic strains emerge causing large outbreaks of gastrointestinal illness in humans. V. parahaemolyticus triggers a cascade of responses to transcriptional levels and gene regulation when growth conditions are changed. It is an autochthonous microbial species comprising bacterial strains capable of growing in a culture containing bile salts at 37 C, a condition rarely found in the ocean but used for isolation in the laboratory. In 1996 in Calcutta, India, there was a major outbreak where 80% of these diseases were caused by serotype O3: K6 belonging to a new clonal group. This new clonal group caused a pandemic that a ected tens of thousands of people in Asia, Europe, Africa, North America and South America. In 2005 an outbreak spread throughout Chile causing more than 10.000 clinical cases. The regulation of the genes can be studied by analyzing the messenger RNA and the small RNA involved in the regulation of the rst. The sRNA are a class of non-coding RNA (nc-RNA), and have an important role as regulators, given the cascade of regulatory signals. There are ncRNA having a structural function, while others have a regulatory function, can regulate one or more genes acting on diferent metabolic pathways of bacteria. Our question was, what sRNA would be diferentially expressed in conditions used for the isolation of pathogenic strains in the laboratory referred to those more similar to its natural environment?. To study this di erential gene expression, the expression of V. parahaemolyticus was compared when cultured at 37 C, 0,9% NaCl and 0,04% bile salts to those when growing at 12 C, 3% NaCl without bile salt by high throughput sequencing of RNA obtained from triplicate samples of bacteria growing under each condition. Our results showed that among the 43 small RNA annotated in the BSRD database for V. parahaemolyticus, 6 increased and 3 decreased their expression. Among them, the three carbon storage regulators B genes (CsrB), 6S RNA, Purine and Lysine riboswitch increased between 3 to 5 times, whereas that of RyhB, related to the metabolism of Fe in addition to the control of motility, Spot 42 and TPP riboswitch decreased its expression between 3 to 9 times.