Introducción: Muchos estudios epidemiológicos sugieren que la ingesta de isoflavonas tiene efectos beneficiosos para la salud, entre los que se encuentran una disminución de los síntomas de la menopausia, así como una menor incidencia de enfermedades neurogenerativas, cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer. El equol, compuesto derivado de las isoflavonas con mayor actividad estrogénica y antioxidante, se sintetiza a partir de la daidzeína. Actualmente, el conocimiento que se tiene sobre los microorganismos intestinales productores de equol y las rutas metabólicas implicadas en su síntesis es muy limitado. Por ello, el objetivo de este trabajo ha sido realizar un análisis transcripcional en la bacteria productora de equol Adlercreutzia equolifaciens DSM 19450T para identificar los genes involucrados en la síntesis de equol, así como los mecanismos implicados en su regulación. Material y métodos: Para el estudio, la cepa A. equolifaciens DSM19450T se cultivó en medio GAM-5% Arg y en presencia de diferentes concentraciones de daidzeína (0, 50, 100, 150 y 200 µM) a 37ºC y en condiciones estrictas de anaerobiosis durante 24 h. . A lo largo de la incubación se tomaron muestras de los cultivos bacterianos y se midió la densidad celular (OD600nm), y se cuantificó la concentración de los metabolitos daidzeína, dihidrodaidzeína y equol mediante UHPLC. El análisis transcriptómico se realizó durante la fase exponencial (¿ 8 h después de la inoculación). Tras la extracción del ARNm, la expresión de las orfs y las regiones intergénicas se evaluó mediante RT-PCR y RT-qPCR. Resultados y discusión: En las condiciones del estudio, se observó que A. equolifaciens DSM19450T metaboliza completamente la daizeína (entre 50-200 µM) tras 10 h de incubación. Sin embargo, tan sólo una tercera parte de la isoflavona añadida fue transformada en dihidrodaidzeína y, posteriormente, en equol. La expresión de los 13 genes contiguos del clúster de biosíntesis de equol se incrementó en presencia de daidzeína. Dependiendo del gen y de la cantidad de daidzeína en el medio de cultivo se obtuvieron valores de expresión de 3 a 1000 veces superiores al control (cultivo bacteriano sin daidzeína). Además, dentro del clúster se identificaron 4 patrones diferentes de expresión, siendo los genes dzr, ddr y tdr que codifican para las tres reductasas involucradas directamente en la síntesis de equol los que presentaron los niveles de expresión más elevados. La expresión diferencial se correlacionó con la presencia en el cluster de 4 posibles secuencias terminadoras. Sorprendentemente, el análisis transcripcional de las regiones intergénicas reveló que el operón completo se transcribe en una única molécula. Esto sugiere la existencia de promotores/terminadores en el clúster que permiten la producción de transcritos de menor longitud. Conclusiones: - A. equolifaciens metaboliza rápidamente la daidzeína, aunque solo 1/3 se transforma en equol. - La expresión de los genes del clúster de biosíntesis de equol está modulada por daidzeína. - A pesar de observarse varios perfiles de expresión, el operón se transcribe en una única molécula.

Trabajo presentado en la 13ª Reunión de la Red Española de Bacterias Lácticas (RedBAL), celebrada en Madrid (España) del 17 al 18 de junio de 2019

Fuente de financiación: AGL-2014-57820-R, GRUPIN14-137