Caracterización molecular de genes que codifican para proteínas tipo glicerol-3-fosfato deshidrogenasa en la microalga verde Chlamydomonas reinhardtii / Laura Anahí Macario González

Tesis (Maestría en Ciencias Biológicas : Opción Biotecnología) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2011.

Actualmente, las microalgas se consideran una fuente muy prometedora de lípidos para la producción de biodiesel. Sin embargo, entre los retos que existen para su aplicación industrial, se encuentra la necesidad de aumentar la acumulación de estos lípidos. Recientemente se determinó que los genes GPDH, que codifican para la enzima glicerol- 3-fosfato deshidrogenasa en levaduras y microalgas, están relacionados con la sintesis de glicerol en respuesta a estrés osmótico. Además, la sobreexpresión recombinante de un gen GPDH de levadura en Brassica napus L. dio como resultado el incremento en el contenido de lípidos en semillas de esta planta oleaginosa. La microalga verde de agua dulce Chlamydomonas reinhardtii también sintetiza glicerol como soluto osmorregulador en respuesta a estrés osmótico, y se ha demostrado que se produce un incremento en la acumulación de lípidos en respuesta a este estrés. C. reinhardtii es un modelo de estudio de procesos fisiológicos y moleculares, sin embargo hasta la fecha no existen reportes de genes GPDH en esta microalga. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue identificar y caracterizar genes tipo GPDH en C. reinhardtii. En el presente estudio, se aislaron in silico tres secuencias del genoma de C. reinhardtii, denominadas CrGPDH1, CrGPDH2 y CrGPDH3. Estas secuencias se consideraron homólogos de genes GPDH, de acuerdo al análisis filogenético realizado. Las proteínas GPDH predichas para las tres secuencias presentaron una estructura bi-dominio SerB-GPDH similar al encontrado en GPDHs caracterizadas de clorofrtas. Estos resultados, aunados al modelaje tridimensional del dominio GPDH, indican que estas proteínas podrían tener una función catalítica similar a las GPDHs caracterizadas de microalgas verdes. Se realizó el análisis transcripcional del gen CrGPDH2 por medio de RT -PCR, y se encontró que la expresión de este gen se indujó en respuesta a estrés osmótico (2 ha 200 m M de NaCI), mientras que en ausencia de este estrés su expresión no fue detectable mediante electroforesis. Estos resultados sugieren que CrGPDH2 podría codificar para una isoforma osmorreguladora de la enzima GPDH en C. reinhardtii. Como parte de la caracterización estructural de CrGPDH2, se mapearon los extremos terminales 5´ y 3´ de su ADNc mediante la técnica de RLM-RACE. Lo anterior permitirá la clonación del marco de lectura abierto de este gen y la investigación de su función en la síntesis de glicerol y lípidos en C. reinhardtii, así como su potencial en el mejoramiento de la acumulación de lípidos en microalgas verdes.