Mecanismos de tolerancia a MgCl₂ y potencial en micorremediación del ascomiceto halófilo Aspergillus sydowii

Los organismos extremófilos tienen la capacidad de vivir en condiciones inhóspitas para cualquier otro organismo vivo. Estos microorganismos desarrollan mecanismos de respuesta que les permiten sobrevivir en estos ambientes con elevadas concentraciones de sales. En los hábitats hipersalinos con concentraciones elevadas de sal, se han identificado una gran diversidad de hongos extremófilos entre los que se destacan las especies del género Aspergillus. No se conocen claramente los mecanismos moleculares que diferencian la respuesta a condiciones hipersalinas impuestas por NaCl y MgCl₂. Para una mayor claridad se realizó un análisis transcriptómico de Aspergillus sydowii presencia de 2 M de la sal caotrópica MgCl₂ y 2 M de la sal cosmotrópica NaCl para entender los mecanismos diferenciales de respuesta a estrés osmótico. A partir del análisis del transcriptoma se identificaron 376 transcritos diferenciales regulados positivamente y 436 transcritos regulados negativamente. Entre los transcritos regulados positivamente se identificaron genes involucrados en la respuesta al daño en el genoma, la biosíntesis de solutos compatibles, las modificaciones de la pared celular, el transporte celular, el estrés oxidativo y ciclo celular. Se detectaron por Cromatografía Líquida de Alta Definición (HPLC) aquellos solutos compatibles involucrados en la respuesta al estrés osmótico en A. sydowii. En ambas condiciones la utilización de compuestos osmóticamente activos genera la mezcla de solutos como la trehalosa, el manitol, el arabitol, el eritritol y el glicerol. En presencia de 2 M de MgCl₂ se detectó mayor actividad de las enzimas catalasa y glutatión peroxidasa respecto a la condición de 2 M NaCl. Esto sugiere que existe un estrés oxidativo en A. sydowii a altas concentraciones de MgCl₂ y que las enzimas catalasa y glutatión peroxidasa están involucradas en la respuesta del mantenimiento de la homeostasis redox a nivel celular.

There are environments that present extreme life conditions, however, some microbial communities have the ability to live in these, these communities are defined as extremophiles. An example of these are environments with high concentrations of ions, in which the availability of water in the environment is very low, which is why it represents a challenge for life. Extremophilic microorganisms present response mechanisms that allow them to survive in these environments with high concentrations of salts. In hypersaline habitats, a great diversity of extremophilic fungi have been identified, among which species of the genus Aspergillus stand out for their high tolerance to high concentrations of salts. The molecular mechanisms that differentiate the response to hypersaline conditions imposed by NaCl and MgCl₂ are not clearly understood. For greater clarity, a transcriptomic analysis of Aspergillus sydowii grown in the presence of 2 M of the chaotropic salt MgCl₂ and 2 M of the cosmotropic NaCl salt was performed to understand the differential mechanisms of response to osmotic stress. From transcriptome processing, 376 positively regulated transcripts and 436 negatively regulated transcripts were identified. Among the positively regulated transcripts, genes involved in the response to damage in the genome, biosynthesis of compatible solutes, cell wall modifications, cell transport, oxidative stress and cell cycle were identified. Compatible solutes involved in the response to osmotic stress in A. sydowii were detected by High Definition Liquid Chromatography (HPLC). In both conditions, the use of osmotically active compounds is given by a mixture of solutes such as trehalose, mannitol, arabitol, erythritol and glycerol. In the presence of 2 M of MgCl₂, greater activity of the enzymes catalase and glutathione peroxidase was detected with respect to the condition of 2 M NaCl. This suggests that there is oxidative stress in A. sydowii at high concentrations of MgCl₂ and that the enzymes catalase and glutathione peroxidase are involved in the response to maintain redox homeostasis at the cellular level.