Tomás Ruiz-Argüeso¹, Belén Brito¹, Luis Rey¹, Ana C. Ureta¹, Marta Martínez³, Elena Báscones⁴, Ezequiel Cabrera¹, José M. Palacios¹ y Juan Imperial^1,2

¹Departamento de Biotecnología, Universidad Politécnica de Madrid, 2Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.), Ciudad Universitaria s/n, 28040 Madrid, 3Centro Nacional de Biotecnología, Cantoblanco 28049-Madrid. 4 INEA, Universidad de Valladolid, 47011-Valladolid.

Un número limitado de cepas endosimbiontes de las leguminosas inducen en los nódulos radiculares fijadores de nitrógeno un sistema hidrogenasa capaz de reciclar total o parcialmente el hidrógeno generado por la nitrogenasa como un subproducto obligado. Este sistema de reciclado de hidrógeno aumenta la eficiencia energética del proceso de fijación de nitrógeno. En Rhizobium leguminosarum el sistema hidrogenasa se expresa sólo en los nódulos de guisantes (Pisum sativum), y sus determinantes genéticos han sido aislados y caracterizados a nivel molecular por nuestro grupo. Comprenden una región del plásmido simbiótico que contiene una agrupación de 18 genes (hupSLCDEFGHIJKhypABFCDEX), incluyendo los genes estructurales hupSL de la hidrogenasa y genes accesorios necesarios para su síntesis. La expresión de hupSL depende de un promotor activado por NifA, el activador principal de los genes de fijación de nitrógeno. La sustitución de este promotor para conseguir la expresión vegetativa de la hidrogenasa ha facilitado el análisis en esta bacteria de las funciones moleculares de múltiples genes accesorios como hupE, hupGHIJ y hupK. El empleo de transposones que contienen la agrupación hup de R. leguminosarum ha permitido extender la capacidad de reciclar hidrógeno a cepas de interés agrícola y demostrar su contribución a la productividad de las leguminosas.