Envolvimento dos sistemas de percepção de quórum com fenótipos dependentes de contato em Pseudomonas aeruginosa

• Processo: 16/21360-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 16 de janeiro de 2017
• Data de Término da vigência: 15 de julho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Regina Lúcia Baldini
• Beneficiário: Thays de Oliveira Pereira
• Supervisor: Eric Deziel
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), Canadá
• Vinculado à bolsa: 15/09920-0 - Regulação da expressão de pioverdina dependente da diferenciação das células de Pseudomonas aeruginosa em colônias de swarming, BP.MS
• Assunto(s): Pseudomonas aeruginosa Percepção de Quorum Diguanilato cíclico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: c-di-gmp | Pseudomonas aeruginosa | pyoverdine | quorum sensing | rhamnolipids | Biologia Molecular de Microorganismos

Resumo

As bactérias devem perceber e responder a vários estímulos ambientais. A percepção de quórum (QS, do inglês quorum sensing) é um sistema de comunicação intercelular que permite a sincronização da expressão gênica na população em resposta a variações na densidade celular. A percepção de quórum medeia respostas a outros estímulos ambientais, uma vez que este circuito é interconectado com o sistema de sinalização por c-di-GMP. c-di-GMP é um segundo mensageiro celular envolvido nas transições de estilo de vida bacteriana e, portanto, é essencial para a adaptação dessas células. A presença destes sistemas regulatórios explica parcialmente a ubiquidade de Pseudomonas aeruginosa. Este patógeno oportunista é particularmente importante no ambiente hospitalar e está frequentemente associado a infecções nosocomiais. Em um estudo recente do nosso grupo, a regulação positiva da oligopeptidase A (PrlC) em uma linhagem com altos níveis de c-di-GMP em P. aeruginosa PA14 foi observada. PrlC constitui um operon com um gene que codifica para PA14_00800, uma pequena proteína hipotética cujo único domínio tem função desconhecida. Para desvendar o papel destas proteínas na fisiologia de P. aeruginosa, foi realizada a caracterização fenotípica das suas linhagens de deleção. Curiosamente, na ausência de PA14_00800 vários comportamentos sociais são alteradas. Por exemplo, a capacidade de DPA14_00800 iniciar biofilme é reduzida assim como a produção e/ou secreção do exopolissacárido Pel. A translocação social coordenada, conhecida como swarming, também é regulada por PA14_00800. As colônias de swarming de DPA14_00800 são menores que as da linhagem parental e o comportamento das colônias é alterado. Geralmente, as células em swarming tendem a evidar microambientes em que a densidade celular seja elevada. Porém, as colônias de swarming de PA14 têm a curiosa tendência a se fundir com colônias de swarming de DPA14_00800. Além disso a síntese de pioverdina, o principal sideróforo de P. aeruginosa, também é afetada negativamente. É importante ressaltar que a redução severa na produção pioverdina é observada apenas em meio sólido ou semissólido. Os comportamentos sociais regulados por PA14_00800 têm em comum um componente que depende de contato e indica a função desta proteína nestes mecanismos. Resultados preliminares indicam um papel de PrlC nestes fenótipos, observado na deleção concomitante de PA14_00800 e prlC. Este projeto tem como objetivo investigar o circuito de percepção de quórum de DPA14_00800 e DprlC para elucidar sua relação com fenótipos dependentes de contato. A quantificação de autoindutores, moléculas químicas que medeiam o QS, será realizada por espectrometria de massa tanto em meio líquido quanto sólido. Outro objetivo é purificar e quantificar ramnolipídeos e seu precursor, pois eles são essenciais para o swarming e regulam o padrão de dispersão neste tipo de motilidade. A compreensão do mecanismo pelo qual PA14_00800 regula comportamentos relacionados ao contato é extremamente importante, principalmente porque esta proteína contém um domínio conservado de função desconhecida e não há nenhuma informação sobre ela na literatura. A compreensão da dinâmica de proteínas envolvidas neste processo também é importante, uma vez que pode auxiliar o desenho racional de novos fármacos contra P. aeruginosa.