Localização celular de proteínas relacionadas ao segundo mensageiro c-di-GMP e ao pilus tipo IV de Pseudomonas aeruginosa

• Processo: 22/06060-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de junho de 2022
• Vigência (Término): 31 de maio de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Regina Lúcia Baldini
• Beneficiário: Giuliana Ágata dos Santos Durynek
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Bactérias Diguanilato cíclico Pseudomonas aeruginosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bacteria | c-di-gmp | localização celular | motilidade bacteriana | Pilus tipo IV | Sinalização | Sinalização em Bactérias

Resumo

Um dos problemas da saúde pública mundial está na extrema dificuldade de conter a disseminação de patógenos multirresistentes a antibióticos, resultando no crescimento de infecções, sobretudo em ambientes hospitalares. Nesse cenário, um dos principais agentes responsáveis pela infecção de pacientes imunocomprometidos, com queimaduras, em ventilação assistida e portadores de fibrose cística encontra-se a proteobactéria Pseudomonas aeruginosa, que constitui um patógeno oportunista altamente resistente e adaptável a diversas condições externas. Dessa forma, um melhor entendimento acerca dos mecanismos e proteínas ligadas ao crescimento na presença de fármacos pode fornecer uma indicação de novos alvos para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. O biofilme caracteriza uma das principais estruturas multicelulares bacterianas ligadas ao isolamento de antibióticos, e sua regulação ocorre pelo segundo mensageiro c-di-GMP, de modo que altas concentrações intracelulares dessa molécula determinam a formação do biofilme e, dessa forma, as proteínas relacionadas ao seu metabolismo podem ser um dos alvos em potencial para o avanço de novos tratamentos. Além disso, os níveis intracelulares de c-di-GMP também estão relacionados ao estilo de vida (séssil ou planctônico) adotado pela bactéria, tornando maior a importância do entendimento de seu mecanismo de funcionamento. A diguanilato ciclase DgcP é uma das principais proteínas responsáveis pela síntese deste segundo mensageiro e estudos anteriores determinaram sua localização celular como polar e sua interação com FimV, uma proteína essencial para a montagem do pilus tipo IV (T4P), responsável pela motilidade twitching e pelas etapas iniciais de formação do biofilme. Assim, o presente projeto visa aumentar a compreensão sobre as interações de DgcP verificando sua localização em relação a outras duas proteínas que fazem parte da regulação do T4P e ligam c-di-GMP. Enquanto a proteína FimX, mediante a ação do segundo mensageiro, se liga à ATPase PilB, que promove a extensão do pilus, a proteína FimW é necessária para a adesão inicial da célula a uma superfície, já que ela ativa a função do T4P após ligar c-di-GMP. Também para caracterizar com mais precisão o papel de DgcP e sua relação com o T4P, a sensibilidade de mutantes de P. aeruginosa à infecção por bacteriófagos ZC01 será avaliada. Outra proteína responsável pelo metabolismo do segundo mensageiro e que apresenta potencial para um possível alvo de tratamentos alternativos é a fosfodiesterase DipA, que está relacionada à redução dos níveis de c-di-GMP e à dispersão do biofilme, e seu papel na divisão assimétrica da bactéria será verificado analisando a localização relativa entreela e DgcP em P. aeruginosa. Para atingir as metas deste projeto, serão combinadas estratégias genéticas, bioquímicas e de biologia molecular, tanto com metodologias já estabelecidas pelo nosso grupo, quanto com colaborações com grupos importantes nacional e internacionalmente.(AU)