Biologia da relação de elementos integrativos e conjugativos (ICEs) da família SXT/R391 com seu hospedeiro natural Proteus mirabilis

• Processo: 22/03986-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Rodrigo da Silva Galhardo
• Beneficiário: Douglas Lyra de Holanda Fonseca
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Sequências repetitivas dispersas Óperon Proteus mirabilis Galleria mellonella Interações hospedeiro-parasita Conjugação genética Dano ao DNA Etiologia Fisiologia Biologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: conjugação | Elementos genéticos móveis | Ice | Proteus mirabilis | resposta SOS | R391 | Sxt | Elementos genéticos móveis

Resumo

A associação de Elementos Genéticos Móveis (EGMs) com o aumento do número de bactérias multirresistentes tem ficado cada vez mais evidente, entretanto a biologia da relação desses elementos com seus hospedeiros é um aspecto complexo. Elementos integrativos e conjugativos (ICEs) da família SXT/R391 são EGMs que se integram ao cromossomo e disseminam genes de resistência principalmente entre Vibrio, Providencia e Proteus. Porém, além dos genes de resistência e de sua regulação, esses elementos podem albergar genes com funções variadas, podendo conferir vantagens adaptativas aos seus hospedeiros, como exemplo o aumento da capacidade mutagênica em razão da presença de homólogos da polimerase V codificada pelo operon rumAB. Recentemente, nosso grupo identificou linhagens clínicas brasileiras de P. mirabilis contendo ICEs SXT/R391, um deles sendo o ICEPmiJpn1 distribuído globalmente e com marcador de resistência para ampicilina. Realizamos a construção de 5 pares de linhagens isogênicas contendo ou não este ICE, que nos possibilitou avaliar a influência deste elemento em aspectos da fisiologia de P. mirabilis, verificando que o ICE não impactou a capacidade de reconhecimento nem o fitness desta bactéria, causou o aumento da formação de biofilme de uma linhagem e diminuiu levemente o swarming de P. mirabilis. Avaliamos também que a presença de rumAB é importante para a conjugação do ICE durantes danos genotóxicos e que ocorrem variações na frequência de conjugação espontânea entre as linhagens. Estudos sobre ICEs têm avaliado que esses elementos conseguem utilizar mecanismos dos hospedeiros, como a resposta SOS, para induzir uma maior transferência e assegurar sua perpetuação. Nosso estudo busca avaliar aspectos da relação entre ICEs da família SXT/R391 e seu hospedeiro natural P. mirabilis, avaliando a influência deste elemento em aspectos da fisiologia e patogenia de P. mirabilis através de infecção em Galleria mellonella e ensaios de células persistentes, além de investigar aspectos do hospedeiro que possam influenciar capacidade conjugativa do ICE em estudo. Por fim, queremos avaliar impactos causados pelo ICE no perfil transcricional de P. mirabilis sem e após danos ao DNA, verificando quais alterações ocorrem após a inserção do ICE e como isso influencia o hospedeiro durante a resposta SOS. (AU)