Microdiversidade mitocondrial de Candida albicans e suas implicações em infecção hospitalar e em padrões macroevolutivos do genoma mitocondrial

• Processo: 13/07838-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2013
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Marcelo Ribeiro da Silva Briones
• Beneficiário: Marcelo Ribeiro da Silva Briones
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Evolução molecular Candida albicans Genomas Mitocôndrias Leveduras Resistência microbiana a medicamentos Infecção hospitalar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cândida Albicans | Macroevolução | microdiversidade | mitocôndria | Evolução Molecular

Resumo

Nosso objetivo é responder à pergunta: Como as mitocôndrias de Candida albicans se adaptam e modulam a adaptação do fungo às mudanças bruscas de condição de crescimento (redução da tensão de oxigênio e elevação de temperatura) associadas à infecção hospitalar? Pretendemos analisar a resposta adaptativa mitocondrial de Candida albicans submetida concomitantemente à baixa tensão de oxigênio e elevação de temperatura e sua relação com a infectividade. Na infecção nosocomial, o paciente é frequentemente infectado por leveduras presentes em superfícies abióticas tais como cateteres. As leveduras formam biofilmes nessas superfícies onde a tensão de oxigênio está no nível atmosférico e a temperatura em torno de 23°C. Ao passar do cateter para o paciente, essas leveduras passam para tensão de oxigênio bem menor e 37°C. Os efeitos dessas alterações nas condições de crescimento foram estudados separadamente em leveduras não patogênicas (Saccharomyces), mas nunca foram estudadas simultaneamente em leveduras patogênicas (Candida). Em leveduras não patogênicas, a adaptação para o crescimento anaeróbico envolve a redução no número de mitocôndrias e alterações na topologia e sequência do genoma mitocondrial. Nossa hipótese é que a resposta sinérgica ao aumento de temperatura e diminuição da tensão de oxigênio deve causar alterações nas mitocôndrias desses organismos que podem afetar a infectividade. Para tanto, propomos usar técnicas de microscopia confocal para descrever possíveis alterações na morfologia celular e eletroforese de campo pulsado e sequenciamento comparativo para elucidar alterações na topologia e sequência de genomas mitocondriais nas diferentes condições de cultivo. Nossos resultados poderão ter implicações importantes em estudos sobre infectividade e epidemiologia de Candida spp., uma vez que publicações recentes mostram cada vez mais a participação da mitocôndria na modulação da virulência e resistência às drogas em leveduras. Ainda, pretendemos entender como os padrões de microevolução podem explicar, pelo menos em parte, a grande diversidade de estruturas dos genomas mitocondriais em leveduras. Para tanto iremos comparar os genomas mitocondriais completos de várias espécies de Candida spp e verificar se as sequências alteradas na microevolução aqui observadas são aquelas preferencialmente rearranjadas nas regiões correspondentes nas outras espécies, em outras palavras, estabelecendo a conexão entre microevolução (intraespecífica) e macroevolução (interespecífica) do genoma mitocondrial de leveduras. (AU)

Publicações científicas

(11)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BARTELLI, THAIS FERNANDA; FERREIRA BRUNO, DANIELLE DO CARMO; BRIONES, MARCELO R. S.. Whole-Genome Sequences and Annotation of the Opportunistic Pathogen Candida albicans Strain SC5314 Grown under Two Different Environmental Conditions. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 6, n. 5, FEB 2018. (13/08457-0, 13/07838-0)

FERREIRA BRUNO, DANIELLE DO CARMO; BARTELLI, THAIS FERNANDA; BRIONES, MARCELO R. S.. Genome Sequence of a Staphylococcus epidermidis Strain (GTH12) Associated with Candida albicans SC5314 Cultured under Hypoxia at 37 degrees C in Glycerol for 12 Weeks. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 6, n. 25, JUN 2018. (13/07838-0, 13/08457-0)

BARTELLI, THAIS F.; BRUNO, DANIELLE C. F.; BRIONES, MARCELO R. S.. Evidence for Mitochondrial Genome Methylation in the Yeast Candida albicans: A Potential Novel Epigenetic Mechanism Affecting Adaptation and Pathogenicity?. FRONTIERS IN GENETICS, v. 9, MAY 29 2018. (13/07838-0, 13/08457-0)

ANTONELI, FERNANDO; PASSOS, FERNANDO M.; LOPES, LUCIANO R.; BRIONES, MARCELO R. S.. A Kolmogorov-Smirnov test for the molecular clock based on Bayesian ensembles of phylogenies. PLoS One, v. 13, n. 1, JAN 4 2018. (15/50315-3, 13/07838-0)

BARTELLI, THAIS FERNANDA; FERREIRA BRUNO, DANIELLE DO CARMO; BRIONES, MARCELO R. S.. Whole-Genome Sequences and Annotation of the Opportunistic Pathogen Candida albicans Strain SC5314 Grown under Two Different Environmental Conditions. GENOME ANNOUNCEMENTS, v. 6, n. 5, p. 2-pg., 2018-02-01. (13/08457-0, 13/07838-0)

FERREIRA BRUNO, DANIELLE DO CARMO; BARTELLI, THAIS FERNANDA; RODRIGUES, CAMILA RONQUI; BRIONES, MARCELO R. S.. Prolonged growth of Candida albicans reveals co-isolated bacteria from single yeast colonies. INFECTION GENETICS AND EVOLUTION, v. 65, p. 117-126, NOV 2018. (13/07838-0)

LOPES, L. R.; FERREIRA, R. C.; ANTONELI, F.; PAIVA, P. B.; BRIONES, M. R. S.. Impact of ancient oxygen levels on mitochondrial genome evolution inferred by supertrees, supermatrices, and relaxed molecular clocks. Genetics and Molecular Research, v. 20, n. 2, MAY 31 2021. (13/07838-0)

LICHTENSTEIN, FLAVIO; ANTONELI, JR., FERNANDO; BRIONES, MARCELO R. S.. MIA: Mutual Information Analyzer, a graphic user interface program that calculates entropy, vertical and horizontal mutual information of molecular sequence sets. BMC Bioinformatics, v. 16, DEC 10 2015. (13/07838-0)

ANTONELI, FERNANDO; FERREIRA, RENATA C.; BRIONES, MARCELO R. S.. A model of gene expression based on random dynamical systems reveals modularity properties of gene regulatory networks. MATHEMATICAL BIOSCIENCES, v. 276, p. 82-100, JUN 2016. (08/04531-2, 13/07838-0)

BRIONES, MARCELO R. S.; SNYDER, AMANDA M.; FERREIRA, RENATA C.; NEELY, ELIZABETH B.; CONNOR, JAMES R.; BROACH, JAMES R.. A Possible role for Platelet-Activating Factor receptor in Amyotrophic Lateral sclerosis treatment. FRONTIERS IN NEUROLOGY, v. 9, FEB 6 2018. (14/25602-6, 13/07838-0)

FERREIRA BRUNO, DANIELLE DO CARMO; BARTELLI, THAIS FERNANDA; BRIONES, MARCELO R. S.. Genome Sequence of a Staphylococcus epidermidis Strain (GTH12) Associated with Candida albicans SC5314 Cultured under Hypoxia at 37 degrees C in Glycerol for 12 Weeks. GENOME ANNOUNCEMENTS, v. 6, n. 25, p. 2-pg., 2018-06-01. (13/08457-0, 13/07838-0)