Sistemas regulatórios da resposta bacteriana a estresses

Resumo

A percepção de sinais ambientais é crucial para a célula modificar seu padrão de expressão gênica para enfrentar mudanças no ambiente. À medida que a população aumenta, as células enfrentam uma redução progressiva da disponibilidade de nutrientes que traz a necessidade de responder adequando os sistemas metabólicos para permanecer em situação de carência prolongada. O principal objetivo deste projeto é identificar os sinais ambientais, os sistemas de transdução de sinais e os mecanismos regulatórios importantes para a resposta a estresses na bactéria oligotrófica Caulobacter crescentus. Esta bactéria Gram-negativa aquática está adaptada a viver em ambientes com baixíssimo teor nutricional, e possui um ciclo de desenvolvimento com um passo de diferenciação celular, não usual em bactérias.A manutenção da funcionalidade dos RNAs celulares sob situações de estresse é garantida pela indução de proteínas que modulam a transcrição, tradução e turnover dos RNAs. As proteínas de choque frio (CSP) são induzidas em baixa temperatura e/ou em fase estacionária, e atuam como chaperones de RNA, permitindo a tradução nestas condições, e também agindo como reguladoras da expressão gênica. Outro sistema importante para esta resposta é constituído pelas RNA helicases da família DEAD, que são responsáveis por desfazer as estruturas secundárias nos RNAs, auxiliando a tradução. Estas enzimas também atuam junto ao sistema de degradação dos RNAs (degradossomo), e na montagem de estruturas riboproteicas, como os ribossomos. Este projeto pretende avaliar os sistemas regulatórios que controlam a expressão gênica das CSPs, e o papel de cada RNA helicase DEAD na resposta a estresses. As bactérias aeróbias também têm que responder a um aumento na concentração de espécies reativas de oxigênio, que ocorre especialmente quando a população entra em fase estacionária. A homeostase de ferro e de outros metais redox-ativos é um ponto importante no controle do estresse oxidativo, e deve ser estritamente regulada por diversos mecanismos. Além dos reguladores Fur e OxyR, pequenos RNAs regulatórios exercem controle sobre a expressão dos genes do metabolismo de ferro, e serão estudados neste projeto. (AU)