Construção e caracterização de estirpes mutantes de Herbaspirillum seropedicae nos genes fnr1, fnr2 e fnr3

Abstract

Resumo: Herbaspirillum seropedicae e uma bacteria fixadora de nitrogenio da classe ƒÀ das Proteobacteria, encontrada em associacao com diferentes Poaceae, como trigo, arroz, sorgo e cana-de-acucar. O genoma de H. seropedicae (GENOPAR) possui tres genes homologos a fnr. As proteinas FNR sao reguladores transcricionais que agem como sensores do estado redox intracelular, regulando um grande numero de genes em resposta a mudancas nos niveis de O2. Neste trabalho, foram construidos sete mutantes por delecao, fnr1, fnr2, fnr3, fnr1fnr2, fnr1fnr3, fnr2fnr3 e fnr1fnr2fnr3. Estes mutantes foram deficientes no crescimento sob condicoes limitantes de oxigenio e o triplo mutante foi menos resistente a NO2 -. Nenhuma evidencia foi encontrada a respeito do envolvimento de FNR na utilizacao de ions amonio ou nitrato como fonte de nitrogenio. Resultados obtidos anteriormente mostraram que a proteina NifA de H. seropedicae, responsavel pela ativacao da expressao dos genes nif, e inativada em uma estirpe mutante de scherichia coli no gene fnr. Devido a esse resultado o possivel envolvimento de FNR na fixacao biologica de nitrogenio de H. seropedicae foi investigado. Os resultados obtidos mostraram que as proteinas FNR nao sao necessarias para a atividade da nitrogenase. Experimentos de determinacao da expressao genica mostraram que FNR reprime a expressao dos genes nifA e nifB de H. seropedicae, e tambem do operon fixNOQP. Experimentos realizados com fusoes entre os genes fnr1, fnr2 e fnr3 com o gene reporter lacZ mostraram que a expressao do gene fnr2 e dependente das proteinas FNR e que a expressao de fnr3 e reprimida pelas outras proteinas FNR. Por fim, os resultados obtidos mostram q e as proteinas FNR de H. seropedicae nao sao essenciais a fixacao biologica de nitrogenio, mas podem estar envolvidas em um fino mecanismo de regulacao da expressao de genes requeridos para fixacao de nitrogenio, permitindo que estes genes sejam expressos quando as concentracoes de oxigenio sao otimas para a fixacao biologica de nitrogenio.