Análisis transcriptómico de la diatomea Chaetoceros muelleri, bajo condiciones limitantes de fósforo y su relación con la acumulación de aceites.

Abstract

El fósforo (P) es un macronutriente esencial para varios procesos biológicos y su limitación en el cultivo de microalgas es una estrategia eficiente para inducir la acumulación de lípidos. El objetivo de este estudio fue analizar el transcriptoma de Chaetoceros muelleri en respuesta a diferentes concentraciones limitantes de P y su relación con la acumulación de aceites. Se cultivó esta diatomea en medio F bajo diferentes concentraciones de P: control (72 μM), exceso (144 μM) y dos concentraciones limitantes (7 μM y 18 μM). Se evaluó el efecto de la limitación y exceso de P en el crecimiento, producción de biomasa y composición bioquímica; además, se cuantificó el perfil de ácidos grasos siendo los más abundantes: mirístico, palmítico, palmitoleico y eicosapentaenoico. En el análisis de RNA-seq se identificaron 959, 405 y 34 transcritos expresados diferencialmente en C. muelleri bajo las concentraciones de P de 7, 18 y 144 μM respectivamente. El análisis de enriquecimiento GO mostró que los transcritos que se inducen ante la limitación de P están relacionados con el metabolismo de fósforo, síntesis de sulfolípidos, biosíntesis de carbohidratos y metabolismo de lípidos, mientras que los transcritos que se encontraron reprimidos se encontraron relacionados con la traducción de proteínas y el metabolismo del nitrógeno principalmente. Bajo condiciones de exceso de P no se identificaron procesos biológicos enriquecidos. Estos resultados sugieren que ante la limitación de P esta diatomea implementa estrategias para satisfacer sus requerimentos vitales y asegurar su supervivencia. Finalmente, cuatro genes que codifican a proteínas transportadoras de P y enzimas involucradas en el metabolismo de ácidos grasos fueron analizadas in silico, encontrándose similitudes estructurales y funcionales con otras especies de diatomeas; estos resultados permitirán a futuro plantear estudios que amplíen la comprensión de la regulación de la biosíntesis de lípidos en C. muelleri bajo la limitación de nutrientes.