CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR DA RESPOSTA DE Gluconacetobacter diazotrophicus PAl 5 AO ESTRESSE POR COBALTO ATRAVÉS DE ANÁLISE PROTEÔMICA E GENÉTICA REVERSA

O uso de bioinoculantes a base de bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) é uma alternativa promissora para a agricultura sustentável. A inoculação com bactérias tolerantes aos metais é uma alternativa efetiva para induzir tolerância e promover o crescimento das culturas. G. diazotrophicus é uma BPCV cujo genoma foi sequenciado, permitindo identificar diversas vias de respostas a estresses. Neste trabalho, os mecanismos chave envolvidos na resposta de G. diazotrophicus sob estresse com CoCl2 foram investigados. G. diazotrophicus foi cultivada em meio DYGS contendo 2.5 mM de CoCl2 e comparada com bactérias cultivadas em meio controle. Após 12 horas de cultivo, análise proteômica comparativa foi aplicada para investigar as vias moleculares reguladas em resposta ao estresse. Para avaliar o papel de proteínas essenciais para a resistência, mutantes insersionais Tn5 foram aplicados em análises de genética reversa. As análises proteômicas permitiram identificar 700 proteínas e, dentre elas, 114 proteínas foram diferencialmente acumuladas (DAP’s). Dentre tais proteínas 61.4% das DAP’s foram up acumuladas e 38.6% down acumuladas. Praticamente todas as proteínas extracitoplasmáticas reguladas foram down acumuladas, com exceção de uma proteína de efluxo, CzcC, que foi induzida. Entre os principais processos regulados na presença de cobalto, estão proteínas relacionadas a absorção e metabolismo de ferro (13), metabolismo de amino ácidos (12), controle de qualidade de proteínas (4) e o metabolismo de carboidratos (19). A análise de mutagênesis mostrou que knock-out em proteínas envolvidas no metabolismo de carboidratos (∆zwf e ∆pdhB) elevou moderadamente a sensibilidade ao cobalto. Em contrapartida, o silenciamento de ∆czcC afetou severamente a resistência de G. diazotrophicus ao estresse por cobalto. As análises de contexto gênico revelaram que o gene czcC é o primeiro gene do operon czcCBA, um operon de resposta ao estresse à cádmium-zinco-cobalto. Estes resultados evidenciam a importância do operon czcCBA na resistência a metais em bactérias. Os resultados também indicam que o cobalto, embora promova um estresse moderado em G. diazotrophicus, demanda sofisticadas respostas moleculares, visando mitigar seus efeitos tóxicos sobre os sistemas celulares.