Investigação proteômica comparativa entre a cepa tóxica Microcytis aeruginosa PCC 7820 e a cepa não tóxica Microcystis aerruginosa NIVA CYA 43 (Cyanobacteria)

Cianobactérias são microrganismos procarióticos fotossintetizantes que ocorrem em ecossistemas aquáticos e terrestres. Alguns gêneros de cianobactérias produzem metabólitos secundários que são tóxicos para a biota aquática e para os mamíferos terrestres. De especial interesse entre esses compostos, são as cianotoxinas: pequenas moléculas com ação hepatotóxica, neurotóxica, citotóxica ou dermatotóxica que representam um sério problema de saúde pública quando presentes em reservatórios destinados ao abastecimento público. Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria presente em vários países e frequentemente relacionada a episódios de intoxicação animal devido ao fato de ser potencialmente produtora da cianotoxina microcistina. Apesar de haver extensa literatura sobre a estrutura e os efeitos da microcistina, pouco se sabe a respeito do processo de sua produção pela cianobactéria. Assim, este trabalho teve como objetivo comparar, por meio da proteômica, duas cepas da espécie M. aeruginosa contrastantes para toxicidade. Foram escolhidos 47 diferentes spots de ambos os géis. Foram obtidas identificações para 30 deles, sendo 9 exclusivos da cepa tóxica, 6 exclusivos da cepa não tóxica, 11 super expressos na tóxica e 4 super expressos na não tóxica. As 30 identificações correspondem a 20 proteínas diferentes. Cerca de 53% das proteínas sequenciadas estão relacionadas ao metabolismo energético. Elas foram expressas em maior quantidade pela cepa tóxica, o que indica que maior capacidade energética está diretamente relacionada com a capacidade de produzir microcistina em relação à cepa não produtora. Sugere-se que a produção da microcistina também esteja relacionada com proteínas envolvidas indiretamente em sua produção. Propõe-se que a produção da microcistina, além de relacionar-se com condições nutricionais e ambientais específicas, também dependa da expressão em níveis mais elevados de proteínas relacionadas ao metabolismo energético, considerando-se o gasto necessário para sua produção e armazenamento intracelular.Cyanobacteria are photosynthetic prokaryotic microorganisms that occur in aquatic and terrestrial ecosystems. Some cyanobacteria genera produce secondary metabolites that are usually toxic to aquatic biota and terrestrial mammals. Among these compounds, cyanotoxins are of special interest. Cyanotoxins are small molecules that act as hepatotoxins, neurotoxins, cytotoxins or dermatotoxins, what represents a serious public health problem when it is present in reservoirs designated to public supply. Microcystis aeruginosa is a cyanobacteria species present in several countries and frequently related to animal intoxication episodes due to its capacity to produce the cyanotoxin microcystin. Despite the vast literature concerning microcystin structure and their effects, little is known about its synthesis in cyanobacteria. Therefore, the goal of the present work was to compare two M. aeruginosa strains contrasting for toxicity by proteomic tools. Forty seven spots were chosen from both gels. Identification was obtained for 30 of them, being 9 exclusive of toxic strain, 6 exclusive of non toxic strain, 11 up-regulated in toxic strain and 4 up-regulated in non toxic strain. The 30 identifications correspond to 20 different proteins. Around 53% of the sequenced proteins were related to energetic metabolism, being these proteins up-regulated in the toxic strain. These data indicate that a most efficient energetic production could be directly related to microcystin assembly in comparison to the non-toxic strain. Moreover, it is suggested that the production of microcystin could also be related to other proteins than those directly involved in its production. Besides the dependency of nutritional and environmental specific conditions for microcystin production, it is proposed that its synthesis is dependent on expression in higher levels of proteins related to energetic metabolism, considering the amount of energy consumed in its production and intracellular storage