Um novo gene de Pseudomonas aeruginosa envolvido em percepção de quorum.

• Processo: 08/03004-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2008
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Regina Lúcia Baldini
• Beneficiário: Ana Paula Barbosa Do Nascimento
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 03/09253-7 - Regulacao de genes de patogenicidade: uso da bacteria pseudomonas aeruginosa pa14 como um modelo de estudo de genes envolvidos na patogenicidade., AP.JP
• Assunto(s): Regulação da expressão gênica Pseudomonas aeruginosa Metiltransferases Piocianina Percepção de Quorum Virulência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: metiltransferase | percepção de quorum | piocianina | Pseudomonas aeruginosa | quorum sensing | Virulência | Regulação da Expressão Gênica

Resumo

Pseudomonas aeruginosa é uma gamaproteobactéria, metabolicamente versátil, que se adapta a diversos ambientes, podendo infectar plantas e animais e está associada a várias infecções, geralmente em ambiente hospitalar. Ela tem se tornado cada vez mais resistente ao tratamento com antibióticos convencionais, ressaltando sua capacidade de adaptação, conferida pelo seu amplo genoma.O seqüênciamento do genoma de P. aeruginosa forneceu uma percepção da sua resposta adaptativa, conferida principalmente por uma grande proporção de genes que codificam reguladores de expressão gênica. A bactéria dispõe de um mecanismo regulador global para coordenar a expressão de centenas de genes, chamado de percepção de quorum ou quorum sensing (QS), onde um número suficiente de bactérias é necessário para alterar a expressão gênica. Isso porque a bactéria é capaz de coordenar seu comportamento através da produção de pequenas moléculas sinalizadoras difusíveis, os auto-indutores, de maneira dependente da densidade populacional. Durante o crescimento, há o acúmulo de auto-indutores intra e extracelularmente e, quando uma concentração limite é atingida, essas moléculas se ligam a reguladores transcricionais, que então desencadeiam a expressão de certos grupos de genes.P. aeruginosa produz pelo menos três auto-indutores. As acil-homoserinas lactonas, 3-oxo-C12-HSL e C4-HSL, que fazem parte dos sistemas do tipo LuxRI, las e rhl; e a quinolona PQS.Os sistemas las e rhl consistem de uma proteína reguladora, LasR ou RhlR, e de suas moléculas sinalizadoras cognatas, produzida pelas sintases LasI e RhlI. As proteínas R ligadas ao auto-indutor cognato ativam a transcrição dos genes alvo e efetuam também um controle de retroalimentação positiva. PQS é o co-indutor do regulador transcricional MvfR e atua sobre a expressão de um subgrupo de genes. A ativação da maioria dos genes controlados por QS parece não ser desencadeada apenas pelo acúmulo de sinal e sofre influência de fatores adicionais, como o sistema de dois componentes GacA/GacS, que atua pós-transcricionalmente sobre QS através da proteína reguladora RsmA e os pequenos RNAs reguladores RsmZ e Y, podendo exercer controle negativo ou positivo sobre a formação de vários fatores de virulência. Além de Gac/Rsm, RpoS, MvaT, QscR, VqsR, DksA, RsaL e Vfr, também estão envolvidas na cascata de QS.Uma linhagem menos virulenta de P. aeruginosa PA14 foi obtida através de uma deleção em fase de leitura no gene anotado como PA14_41070, em que fenótipos regulados por QS se mostraram alterados. PA14_41070 não tem similaridade com genes de função conhecida, mas seu produto, KrbM, apresenta um domínio de metiltransferase dependente de S-adenosil-metionina. Um dos fenótipos alterados no mutante é a maior produção de piocianina, composto heterocíclico de coloração azul, que participa da redução de NAD+ na carência de oxigênio e contribui para virulência e persistência das infecções causada por P. aeruginosa. Sua produção ocorre no início da fase estacionária, as enzimas responsáveis são codificadas por dois operons phzABCDEFG e pelos genes phzM e phzS e é regulada por QS e pelo sistema Gac/Rsm, sofrendo ainda influência de outros fatores.Por ser facilmente detectável e pela regulação de sua expressão não ter sido explorada em PA14, o uso de piocianina como repórter para investigação da relação de KrbM com a cascata de QS pode trazer resultados interessantes a respeito de como essa metiltransferase pode estar envolvida na complexa rede reguladora deste patógeno oportunista. Assim, este projeto pretende analisar a expressão de piocianina no mutante krbM e compará-la com a de outros mutantes envolvidos em QS. A expressão do gene krbM também será analisada em diversos mutantes, bem como a expressão de genes relacionados a QS no mutante krbM, a fim de se estabelecer a posição hierárquica de KrbM na cascata de regulação de QS.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

NASCIMENTO, Ana Paula Barbosa Do. Um novo gene de Pseudomonas aeruginosa envolvido em percepção de quórum. 2014. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ) São Paulo.