Biogênese da membrana bacteriana: de mecanismos fundamentais a novos alvos para antimicrobianos

• Processo: 20/02061-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Frederico José Gueiros Filho
• Beneficiário: Frederico José Gueiros Filho
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Daniela Albanesi ; Diego de Mendoza ; Ethan Clack Garner ; Jason K. Sello
• Auxílio(s) vinculado(s): 22/07346-9 - EMU concedido no processo 2020/02061-0: upgrade para TIRF, FRAP, single molecule, de microscópio TiE, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/09433-9 - Implantação de rotinas automatizadas de HTS e realização de triagens contra novos alvos envolvidos em crescimento e divisão bacteriana., BP.TT; 22/16813-0 - Caracterização da biologia celular da síntese de membranas em bactérias., BP.PD; 22/03567-0 - Biogênese da membrana bacteriana: de mecanismos fundamentais a novos alvos para antimicrobianos, BP.DD; 22/03568-7 - Biogênese da membrana bacteriana: de mecanismos básicos a novos alvos para antimicrobianos, BP.DD
• Assunto(s): Biologia celular Bioquímica Biogênese Anti-infecciosos Fosfolipídeos Membrana plasmática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobianos | Fosfolipídeos | high throughput screens | Membrana plasmática | ppGpp | Resposta estringente | biologia celular, bioquímica e sinalização bacteriana

Resumo

A última década marcou uma mudança de paradigma na maneira como entendemos e estudamos a organização subcelular de bactérias. A ideia de "sacos de enzimas" foi substituída pela percepção de que processos essenciais, como replicação do DNA, divisão celular e expansão da parede celular, são realizados por complexos multiprotéicos, cuja localização subcelular e atividade são reguladas com grande precisão espaço-temporal. Apesar desses avanços, ainda não entendemos como a membrana plasmática das bactérias é construída. As enzimas e reações que produzem fosfolipídios são bem conhecidas, mas como a inserção de novos monômeros em uma membrana em expansão é organizada no espaço e no tempo, e como a síntese da membrana é coordenada com o crescimento celular são ainda questões fundamentais da biologia celular bacteriana. O principal objetivo deste projeto é fornecer uma descrição detalhada dos mecanismos moleculares da biogênese da membrana bacteriana, com foco em duas grandes questões: 1) Onde é sintetizada a nova membrana? - e 2) Como as bactérias sabem a quantidade de membrana que precisa ser sintetizada? Para responder a (1), aplicaremos métodos modernos de microscopia de fluorescência para determinar a localização subcelular e a dinâmica das enzimas de síntese de fosfolipídios e se elas funcionam sozinhas ou em um complexo multiprotéico. Para responder a (2), aplicaremos um conjunto complementar de métodos (genética molecular, bioquímica, proteômica e metabolômica) para investigar a interconexão entre a síntese de lipídios e membranas e o segundo mensageiro ppGpp, um regulador chave do crescimento bacteriano. Uma vez que o controle adequado do metabolismo lipídico é essencial para a sobrevivência, um objetivo adicional deste projeto será identificar inibidores de alvos selecionados da biogênese de membranas. Aproveitaremos o conhecimento básico reunido ao longo do projeto para montar ensaios do tipo "target-based whole-cell" e rastrear diferentes coleções de compostos (pequenas moléculas, fragmentos, produtos naturais). Como os alvos escolhidos são inéditos, os inibidores identificados podem representar "leads" para classes completamente novas de antibióticos. (AU)