Spatiotemporal distribution of different extracellular polymeric substances and filamentation mediate Xylella fastidiosa adhesion and biofilm formation

• Processo: 15/05135-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Vigência: 01 de maio de 2015 - 31 de outubro de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Mônica Alonso Cotta
• Beneficiário: Mônica Alonso Cotta
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Biofísica Microscopia de fluorescência Biofilmes Xylella fastidiosa Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofilmes | confocal fluorescence microscopy | extracellular polymeric substances | filamentation | scanning probe microscopy | Xylella fastidiosa | Física Biológica

Resumo

A patogenicidade de vários micro-organismos depende fortemente da formação de estruturas multicelulares, chamadas de biofilmes. Compreender a sua organização pode revelar vulnerabilidades que levem a novos tratamentos; ampla caracterização experimental, com resolução espacial e temporal, pode fornecer novos detalhes da formação de biofilme e, possivelmente, novas metas para o controle de doenças. Aqui, a formação de biofilmes do fitopatógeno Xylella fastidiosa foi analisada com resolução nanométrica usando técnicas de espectro-microscopia. Também abordamos o papel de diferentes tipos de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) em cada fase do ciclo de vida bacteriana. A adesão de célula individual é causada por interações eletrostáticas inespecíficas através de proteínas na região polar da célula, onde a acumulação de EPS é necessária para a adesão firme, irreversível, das células à superfície. Posteriormente, as bactérias formam aglomerados, que são recobertos por EPS fracamente ligado, secretado pelas células; estes aglomerados são então interconectados por células alongadas, com até dez vezes o comprimento normal da bactéria, formando assim a estrutura básica do biofilme. Durante a etapa de maturação, o EPS solúvel forma uma matriz filamentosa que facilita a adesão celular e fornece suporte mecânico ao biofilme, que se encontra ancorado à superfície por poucas células. Esta arquitetura flutuante maximiza a distribuição de nutrientes, ao mesmo tempo que permite a retirada de células ou partes do biofilme sob forças de cisalhamento mais altas. A arquitetura observada, portanto, cumpre com os requisitos biológicos do ciclo de vida da bactéria. Usando novas abordagens, os nossos resultados fornecem detalhes e apontam novas estratégias em relação a diferentes aspectos do processo de adesão e formação de biofilme de X. fastidiosa. (AU)