Aislamiento e identificación de microorganismos asociados al tejo mexicano (Taxus globosa) y estudio de su capacidad para producir taxol

Abstract

ABSTRACT: The objective of this work was to isolate bacteria and fungi associated to the tejo tree (Taxus globosa), determine their capacity to produce paclitaxel and identified the positive isolates. A total of 297 bacterial and 119 fungal isolates associated to Taxus globosa from the National Park “El Chico”, Hidalgo, México were obtained. From the total isolates obtained, 72 bacteria and 73 fungi associated to Taxus globosa were analyzed by immunoassay. Five bacterial isolates (BCHCNZ-246, BCHCNZ-248, BCHCNZ-249, BCHCNZ-284, BCHCNZ-294), y seven fungal isolates (CHTAM26, CHTAM32, CHTAM41, CHTAM72, CHTAM86, CHTAM90 y CHTAM100), were found positive to taxol analyzed by immunoassay. The five taxol positive bacteria belonged to Paenibacillus (BCHCNZ-249, BCHCNZ-284 y BCHCNZ-294) and to Bacillus genus (BCHCNZ-246 y BCHCNZ-248). Bacteria from Bacillus genus have been reported as paclitaxel producers, while Paenibacillus genus was not. The seven fungal isolates, positive to paclitaxel, belonged to the genus: Eutypa (CHTAM26), Pestalotiopsis (CHTAM32), Trichoderma (CHTAM41), Fusarium (CHTAM72), Daldinia (CHTAM86), Bionectria (CHTAM90) and Biscogniauxia (CHTAM100). From these seven fungal genuses, Pestalotiopsis and Fusarium have been reported as paclitaxel producers. The extract from the bacterial BCHCNZ-249 isolate, belonging to Paenibacillus genus, showed a (m/z) 876 value, characteristic of paclitaxel sodium adduct, detected by LC/MS analysis. The bacterial BCHCNZ-249 isolate, showed a characteristic DNA fragment, from the dbat gene, which codifies to -deacetylbaccatin III-10-O-acetyltransferase. The results from immunoassay, LCMS and the presence of the dbat gene suggested that the Paenibacillus BCHCNZ-249 isolate, had the capacity to produce paclitaxel.

RESUMEN: El objetivo de aislar bacterias y hongos asociados al árbol de tejo mexicano (Taxus globosa), determinar su capacidad de producción de paclitaxel e identificar los aislados positivos. Se obtuvieron un total de 297 aislados bacterianos y un total de 119 aislados fúngicos asociados a Taxus globosa del Parque Nacional “El Chico”, Hidalgo, México. Del total de los aislados obtenidos, se lograron conservar y analizar por inmunoensayo, 72 bacterias y 73 hongos asociados a Taxus globosa. Por medio del análisis de inmunoensayo se pudieron detectar 5 aislados bacterianos (BCHCNZ-246, BCHCNZ-248, BCHCNZ-249, BCHCNZ-284, BCHCNZ-294), y 7 aislados fúngicos (CHTAM26, CHTAM32, CHTAM41, CHTAM72, CHTAM86, CHTAM90 y CHTAM100), con capacidad de producir paclitaxel. Los 5 aislados bacterianos con capacidad para producir paclitaxel, pertenecen a los géneros Paenibacillus (BCHCNZ-249, BCHCNZ-284 y BCHCNZ-294) y al género Bacillus (BCHCNZ-246 y BCHCNZ-248). Bacterias del género Bacillus han sido reportas como productoras de paclitaxel, mientras que bacterias del género Paenibacillus, no han sido reportadas como productoras de paclitaxel. Los 7 aislados fúngicos con capacidad para producir paclitaxel pertenecen a los géneros Eutypa (CHTAM26), Pestalotiopsis (CHTAM32), Trichoderma (CHTAM41), Fusarium (CHTAM72), Daldinia (CHTAM86), Bionectria (CHTAM90) y Biscogniauxia (CHTAM100). De estos siete géneros de hongos, los que se han reportado como productores de paclitaxel son: Pestalotiopsis y Fusarium. El análisis de LC/MS del extracto bacteriano del aislado BCHCNZ-249, perteneciente al género Paenibacillus, muestra el valor de masa/carga (m/z) 876, característico del aducto de sodio del paclitaxel. El aislado BCHCNZ-249 mostró PCR positivo para un fragmento característico del gend bat que codifica para 10 deacetylbaccatin III-10-O-acetyltransferase. Los resultados de inmunoensayo, LCMS y la presencia del gen dbat, sugiere que el aislado BCHCNZ-249 del género Paenibacillus, tiene la capacidad de producir paclitaxel.