Sistemas de secreção do tipo IV conjugativos na família Xanthomonadaceae: Investigando diversidade estrutural e funcional

• Processo: 21/10590-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 14 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Biologia e Fisiologia dos Microorganismos
• Pesquisador responsável: Shaker Chuck Farah
• Beneficiário: Leonardo Talachia Rosa
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/17303-7 - Estrutura e função de sistemas de secreção bacterianas, AP.TEM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Conjugation | CryoEM | Horizontal Gene Transfer | Tivss | T4Ss | Sistemas de secreção; CryoEM

Resumo

Sistemas de secreção do tipo IV (T4SS) são complexos macromoleculares localizados na membrana bacteriana que mediam a troca de DNA e toxinas efetoras a células-alvo, desempenhando funções-chave em eventos como conjugação, competição bacteriana, invasão de células eucarióticas e evasão do sistema imune em diferentes espécies. Por quinze anos nosso grupo tem se dedicado ao estudo do envolvimento de T4SS em competição bacteriana (X-T4SS), usando como modelos espécies da família Xanthomonadaceae, como Xanthomonas citri, causadora do cancro cítrico, e o patógeno oportunista Stenotrophomonas maltophilia. Nossas buscas genômicas revelaram que essas espécies contêm cada uma um cluster adicional codificando para proteínas de T4SS, anotados como clusters conjugativos, mas que não foram estudados em detalhe. Há significativas diferenças entre esses dois sistemas; porém, eles têm em comum a ausência da proteína VirB7, tida até então como componente essencial e universal da parte do sistema que atravessa o envelope bacteriano (OMCC). Logo, ambos podem assim servir como convenientes modelos de estudo dos requerimentos mínimos para o funcionamento do T4SS. Ademais, o sistema de S. maltophilia não está localizado em um plasmídeo, mas integrado ao genoma, em regiões distantes de outros componentes necessários para a conjugação, indicando que esse sistema estaria envolvido em um processo distinto, como por exemplo na injeção de toxinas durante a invasão de células eucarióticas. Dessa forma, os dois principais objetivos desse projeto são de i) avaliar a participação desses T4SS nos processos de conjugação e invasão de células eucarióticas, e ii) resolver a estrutura molecular de seus respectivos OMCC, através da técnica de criomicroscopia eletrônica por análise de partícula-única (SPA-CryoEM). Componentes secundários desses clusters, cuja função é desconhecida serão também analisados a nível fisiológico e estrutural. Os resultados gerados pelo presente projeto vão expandir o conhecimento acerca da diversidade funcional e estrutural dos T4SS, assim como acerca da adaptação metabólica de bactérias ambientais e patógenos oportunistas.