[en] Marine picocyanobacteria are the most abundant photosynthetic organisms on Earth, with only two genera, Prochlorococcus (Johnson et al., 2006, Olson et al., 1990, Partensky et al., 1999) and Synechococcus (Scanlan, 2003, Scanlan & West, 2002) numerically dominating most oceanic waters. During this research project our main goal was to study the diversity of the regulatory mechanisms in the C/N metabolism of these cyanobacteria. Recent advances in the knowledge of nitrogen metabolism of Prochlorococcus have shown that it has fine regulatory systems to optimize nitrogen assimilation (Rocap et al., 2003, García-Fernández et al., 2004, Lindell et al., 2002). Thus, we have studied the role of 2-oxoglutarate in the control of the C/N balance in order to check whether there exist differences with respect to other model cyanobacteria and among strains of Prochlorococcus. The comparative study performed show that 2-oxoglutarate is the molecule responsible in Prochlorococcus to control the balance between carbon and nitrogen metabolism and there are differences among strains in sensing this metabolite. These results could be an explanation for its adaptation to different ecological niches in the ocean. Besides, we wanted to know how Synechococcus is able to successfully coexist with Prochlorococcus. For that, the hypothesis was that Synechococcus could be more efficient at the utilization of low concentration of nitrate. The results showed that when concentrations of nitrate in the range of nanomolar are present, the genes related with the assimilation of that source are up-regulated in Synechococcus WH7803. Therefore, these facts suggest that the machinery is working at transcriptional level in order to uptake the nitrate. This could be an evolutionary advantage against Prochlorococcus in the real field.

[es] Las picocianobacterias marinas son los organismos fotosintéticos más abundantes en la Tierra, con sólo dos géneros, Prochlorococcus (Johnson et al., 2006, Olson et al., 1990, Partensky et al., 1999) y Synechococcus (Scanlan, 2003, Scanlan & West, 2002) dominando la mayor parte de los océanos. El principal objetivo durante este proyecto de investigación ha sido estudiar la diversidad de mecanismos regulatorios del metabolismo del C/N en estas cianobacterias. Recientes avances en la regulación del metabolismo del nitrógeno en Prochlorococcus muestran que tienen una fina regulación para optimizar la asimilación del nitrógeno (Rocap et al., 2003, García-Fernández & Diez, 2004, Lindell et al., 2002). Por lo tanto, hemos estudiado el papel del 2-oxoglutarato en el control del balance C/N con el fin de comprobar si existen diferencias con respecto a otras cianobacterias modelos, e incluso si estas diferencias se encuentran entre estirpes. Lo resultados obtenidos del estudio comparativo mostraron que el 2-oxoglutarato es la molécula responsable del control del balance C/N en Prochlorococcus y que existen diferencias entre estirpes en la detección de este metabolito. Esto pueden ser una explicación de la adaptación a diferentes nichos ecológicos en el océano. Además, nosotros queríamos responder a la pregunta de cómo Synechococcus es capaz de coexistir con éxito con Prochlorococcus. Para ello, la hipótesis era que Synechococcus puede ser más eficaz en la utilización de concentraciones bajas de nitrato. Los resultados mostraron que cuando hay concentraciones de nitrato en el rango de nanomolar, se sobreexpresan los genes relacionados con la asimilación de esta fuente en Synechococcus WH7803. Estos hechos sugieren que hay una regulación a nivel transcripcional con el objetivo de absorber el nitrato a concentraciones bajas. Esto podría ser una ventaja evolutiva respecto a Prochlorococcus en los ecosistemas donde conviven.