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

Processo: 21/10590-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2022
Vigência (Término): 31 de maio de 2024
Área do 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

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.

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