Efeito de RpoS sobre o surgimento de mutantes PHO-constitutivos e o custo da expressão do regulon PHO

• Processo: 18/25218-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Beny Spira
• Beneficiário: Taissa Cristina dos Santos Ramos
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Genética molecular Metabolismo Estresse ambiental Expressão gênica Regulação da expressão gênica Mutação Escherichia coli
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: PHO-constitutivos | regulon PHO | RpoS | Genética de Microoganismos

Resumo

Bactérias respondem às condições ambientais por meio da regulação de genes em dois mecanismos principais: sistemas de dois componentes e regulação gênica mediada por fatores sigma. Em condições de estresse, tais mecanismos são essenciais para a sobrevivência e manutenção da bactéria. Em Escherichia coli, a captação e uso de fosfato (Pi) e compostos fosfatados ocorre por meio de proteínas codificadas pelos genes do regulon PHO. Fazem parte do regulon PHO, o operonpst SCAB-phoU, que codifica um transportador de Pi de alta especificidade; e phoBR, que codificam sistema de dois componentes que atua na regulação dos genes de PHO. Mutações nulas em qualquer um dos genes do operon pstSCAB-phoU ou algumas mutações em phoR levam à expressão constitutiva de todo o regulon PHO. Tais mutantes são chamados de ¨PHO constitutivos¨ e são capazes de crescer em meio contendo glicerol-2-fosfato (G2P) como fontede carbono. Os fatores sigma são os principais reguladores de expressão gênica em bactérias. RpoS é o principal fator sigma associado à fase estacionária e condições de estresse ambiental e nutricional. Além disso, tem papel no aumento da taxa de mutação, atuando em conjunto com o sistema SOS de reparo de DNA. Foi demonstrado que a ausência de RpoS leva a um aumento da expressão de FA. Dessa maneira, buscamos entender qual o papel de RpoS no surgimento de mutantes PHO-constitutivos. Estudos desenvolvidos no laboratório demonstraram que mutantes PHO-constitutivos, apresentam diferentes níveis de ativação do regulon PHO. Alguns deles são instáveis, emitindo colônias de fenótipo distinto. Tais colônias, aqui chamadas de segregantes, perderam ou atenuaram a expressão constitutiva de phoA, gene repórter da expressão do regulon. Hipotetizamos que a perda da constitutividade pode estar relacionada com o custo da expressão do regulon PHO. Buscamos, neste trabalho, elaborar metodologias para caracterizar o fenótipo segregante, bem como calcular o possível custo da expressão constitutiva de PHO no metabolismo bacteriano.