Regulación de la expresión de los genes chr de Burkholderia xenovorans LB400 por cromato y sulfato

Abstract

The chromate ion transporter (CHR) superfamily comprises transporters that confer chromate resistance by extruding toxic chromate ions from cytoplasm. Burkholderia xenovorans strain LB400 has been reported to encode six CHR homologues in its multireplicon genome. We found that strain LB400 displays chromate-inducible resistance to chromate. Susceptibility tests of Escherichia coli strains transformed with cloned B. xenovorans chr genes indicated that the six genes confer chromate resistance, although under different growth conditions, and suggested that expression of chr genes is regulated by sulfate. Expression of chr genes was measured by quantitative reverse transcription-PCR (RT-qPCR) from total RNA of B. xenovorans LB400 grown under different concentrations of sulfate and exposed or not to chromate. The chr homologues displayed distinct expression levels, but showed no significant differences in transcription under the various sulfate concentrations tested, indicating that sulfate does not regulate chr gene expression in B. xenovorans. The chrA2 gene, encoded in the megaplasmid, was the only chr gene whose expression was induced by chromate and it was shown to constitute the chromate responsive chrBACF operon.

La superfamilia CHR consta de transportadores de membrana que confieren resistencia a cromato mediante un sistema de expulsión. Se han identificado microorganismos con múltiples genes chr que codifican homólogos CHR. Entre éstos se encuentra Burkholderia xenovorans LB400 que posee en su genoma seis genes chr (chrA1a, chrA1b, chrA6, chrA2, chr1NCa y chr1NCb). B. xenovorans es significativamente más resistente a cromato que otras especies bacterianas. Los genes chr de B. xenovorans confieren resistencia a cromato en diferentes condiciones de sulfato cuando se expresan en Escherichia coli. Esto sugiere que la expresión de los genes chr es regulada por sulfato. El objetivo del trabajo es determinar el papel del cromato y sulfato en la expresión de los múltiples genes chr de B. xenovorans. La expresión de los genes chr se evaluó, mediante ensayos de RT-PCR cuantitativo en tiempo real, a partir de RNA total de B. xenovorans LB400 crecida en medio mínimo en diferentes concentraciones de sulfato y en presencia o ausencia de cromato. Los genes chr presentaron diversos niveles de expresión entre sí, pero no mostraron cambios significativos en sus niveles de expresión en las diferentes condiciones de sulfato, por lo que se concluye que el sulfato no regula la expresión de los genes chr en B. xenovorans. A excepción del gen chrA2 que mantuvo su nivel de expresión, el resto de los genes chr mostraron una disminución en su nivel de expresión durante la fase estacionaria del crecimiento. El gen chrA2, que se localiza dentro de un megaplásmido, fue el único gen chr que aumentó su nivel de expresión en presencia de cromato. Además, se encontró que este gen forma parte del operón chrBACF, cuya expresión responde a la exposición de cromato.