| dc.description | En las últimas décadas, la aparición de los florecimientos algales nocivos (F AN) se han incrementado en frecuencia y distribución geográfica. Esto ha provocado un impacto adverso en la salud pública y la economía, transformándose en un problema global. Entre los organismos productores de F AN, los dinoflagelados representan un amplio y diverso grupo de microalgas eucariontes del ecosistema marino, y son el grupo más importantede productores de toxinas que impactan a los humanos. Entre las toxinas producidas por estos organismos, el veneno paralizante de mariscos (VPM) es el más importante. El VPM es producido en ambientes marinos por dinoflagelados del género Alexandrium, además de losgéneros Gymnodinium y Pyrodinium.Las toxinas del VPM están constituidas por un esqueleto básico de trialquiltetrahidropurina, con 4 posiciones denominadas Rl-R4, susceptibles a modificaciones y que le otorgan a cada uno de los análogos descritos (más de 30) distintas afinidades por el canal desodio dependiente de voltaje. El análogo más relevante de las toxinas del VPM es saxitoxina (STX). La síntesis de novo de las toxinas del VPM ha sido descrita sólo en especies de dinoflagelados marinos y cianobacterias de agua dulce. Hasta el año 2008 sólo existía una ruta de biosíntesis propuesta basada en la utilización de precursores marcados en cultivos del dinoflagelado Alexandrium tamarense y la cianobacteria Aphanizomenon jlos-aquae. Las características genéticas complejas de los dinoflagelados no los hacen un buen modelo de estudio. Sin embargo, las cianobacterias son organismos de menor complejidad genética, convirtiéndolas en un modelo apropiado. Se ha demostrado que producen STX y otros análogos en altas concentraciones, además de poseer toxinas y precursores químicamente idénticos a los producidos por dinoflagelados. Junto con esto, los F AN de cianobacterias encursos de agua dulce se han transformado en los últimos 1 O años en un problema de salud pública a nivel mundial, debido a la frecuente ocurrencia de F AN tóxicos en fuentes de agua para el consumo humano. Por esta razón hemos utilizado a las cianobacterias como modelo deestudio para identificar y caracterizar a los genes involucrados en la síntesis de las toxinas del VPM. Entre las cianobacterias productoras de STX, la especie filamentosa de agua dulceCylindrospermopsis raciborskii se ha transformado en un interesante modelo de estudio, ya que ha invadido y se ha establecido en forma rápida y exitosa desde las zonas tropicales a laszonas templadas alrededor del mundo y presenta cepas con diversos perfiles de toxinas, produciendo tanto neurotoxinas (toxinas del VPM), como hepatotoxinas ( cilindrospermopsina, CYN). Especies que co-existen con e raciborskii en los F AN tóxicos y que están estrechamente relacionadas a esta especie como Raphidiospsis brookii también producentoxinas del VPM. Las cepas Raphidiospsis brookii D9 (VPM) aislada en Brasil y eraciborskii CS-505 (CYN) aislada en Australia, fueron utilizadas como organismos modelo en esta tesis. A pesar de sus diferentes orígenes geográficos, presentan un 99,5% de identidad anivel del 16S rADN, formando un grupo monofilético. Considerando su cercana relación filogenética esperábamos encontrar las mayores diferencias a nivel genético, reflejadas en los grupos de genes para la síntesis de las respectivas toxinas. Según lo anterior esta tesis se desarrolló en el marco de la siguiente hipótesis: "La producción de toxinas CYN o PSP en Cylindrospermopsis raciborskii y Raphidiopsis brookii D9 está dada por un conjunto de genes, agrupados en una sola unidad funcional, exclusiva para cada tipo de toxina y sólo presentes en cepas de fenotipo tóxico". Para validar estahipótesis el objetivo general de esta tesis fue: "Determinación y caracterización de las diferencias genéticas entre cepas de e raciborskii y Raphidiopsis brookii productoras dehepatotoxinas y toxinas paralizantes, respectivamente ". Para cumplir este objetivo se secuenció y analizó el genoma completo de ambas cepas CS-505 y D9 mediante el sistema de piro-secuenciación 454 y la construcción de genotecas defósmidos. El análisis genómico comparativo de estas cepas entregó los genomas más pequeños descritos para cianobacterias filamentosas, 3,89 Mb para CS-505 y 3,2 Mb para D9. Además,permitió reclasificar, según fenotipo y genotipo, a la cepa D9 como perteneciente a la especie Raphidiopsis brookii. Adicionalmente, se determinó el grupo de genes para la síntesis de CYN en e raciborskii CS-505 ( 41,6 Kb) y el grupo de genes más pequeño descrito para la síntesis de las toxinas del VPM en Raphidiopsis brookii D9 (25,7 Kb). En 2008, Kellmann y cols., propusieron un grupo de genes para la síntesis de STX en e raciborskii cepa T3 (35 Kb) y en años posteriores se describieron agrupaciones génicas para la misma función en otras 3especies de cianobacterias; Anabaena circinalis AWQC131C (30,9 Kb), Aphanizomenon sp. NH-5 (29 Kb) y Lyngbya wollei (36 Kb). Esto permitió realizar análisis comparativos entre estas cianobacterias, encontrando en D9 el grupo de genes más pequeño descrito para la síntesis de STX y los análogos decarbamoil STX (dcSTX), gounyautoxinas 2 y 3 (GTX2/3) y decarbamoil GTX2/3 (dcGTX2/3). Además, se profundizó en la caracterización de las funciones enzimáticas específicas para la generación de los análogos O-sulfatados y Nsulfonados que se generan a partir de saxitoxina (STX) como precursor. | |
