Toxinas antibacterianas do sistema de secreção do tipo VI de Salmonella que atuam sobre ácidos nucleicos

Autor(es)

Julia Takuno Hespanhol

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI)
• Data de defesa: 2023-11-28

Membros da banca

Ethel Bayer Santos; Waldir Pereira Elias Junior; Frederico José Gueiros Filho; Rodrigo Tavanelli Hernandes

• Orientador: Ethel Bayer Santos

Resumo

Bactérias estabelecem relações antagônicas que induzem a morte de células competidoras para utilizar recursos do meio. Um desses mecanismos de antagonismo é mediado pelo sistema de secreção do tipo VI (T6SS), um aparato contrátil que secreta toxinas dentro das células alvo após o contato entre as bactérias. As bactérias produtoras de efetores tóxicos codificam proteínas de imunidade específicas para cada efetor a fim de impedir a autointoxicação e intoxicação de células-irmãs. Salmonella spp. são bactérias associadas a infecções intestinais que codificam diferentes T6SSs em distintas ilhas de patogenicidade (SPI-6, SPI-19, SPI-20, SPI-21, SPI-22). Esses T6SSs são utilizados para competir com a microbiota e estabelecer uma infecção no hospedeiro. O objetivo deste trabalho era caracterizar duas novas famílias de efetores antibacterianos secretados pelo T6SS de Salmonella spp. que atuam sobre os ácidos nucleicos das células alvo. A caracterização do primeiro grupo de toxinas foi iniciada com a análise do genoma de Salmonella bongori. Utilizando ferramentas bioinformáticas, foi possível identificar um grupo de efetores secretado pelo SPI-22 T6SS que foram denominados TseVs (type VI secreted effector VRR-Nuc), em conjunto com suas respectivas proteínas de imunidade cognatas (TsiVs). Ensaios de toxicidade em Escherichia coli revelaram que TseV2/TsiV2.1 e TseV3/TsiV3 são pares efetor e proteína de imunidade. A expressão de TseV2 e TseV3 em E. coli ativa a resposta SOS e induz a formação de quebras na dupla fita do DNA. Ensaios com proteína recombinante purificada revelaram que TseV3 é uma DNase estrutura-específica, clivando substratos que se assemelham a intermediários da forquilha de replicação ou da bolha de transcrição. A caracterização do segundo grupo de toxinas foi feita a partir da análise de centenas de genomas de Salmonella. Em Salmonella enterica sorotipo Oslo foi identificado um efetor secretado pelo SPI-6 T6SS denominado provisoriamente de STox4. Essa proteína não apresenta similaridade com domínios descritos no Pfam. Análises bioinformáticas revelaram que STox4 tem similaridade remota com nucleases da superfamília HNH (His-Metal finger); no entanto, não foi detectada ativação da resposta SOS em células de E. coli expressando STox4. Curiosamente, foram observadas alterações no padrão de bandas de RNAs, incluindo o aparecimento de uma banda com menor tamanho, o que sugere que essa toxina tem atividade de RNase ou de uma proteína modificadora de RNAs. STox4 parece constituir o primeiro membro de uma nova família de proteínas não caracterizada que atua sobre RNAs. A caracterização de efetores secretados pelo T6SS expande o repertório das armas biológicas utilizadas por patógenos durante infecções, e também revela novos domínios proteicos com funções não descritas. Estudos futuros serão capazes de identificar a atividade bioquímica de STox4, além de identificar seu alvo celular, determinando o mecanismo de intoxicação e possivelmente revelando novos alvos a serem explorados no desenvolvimento de antimicrobianos. (AU)

• Processo FAPESP: 22/01364-5 - Caracterização funcional de um novo efetor antibacteriano do T6SS de Salmonella enterica
• Beneficiário: Julia Takuno Hespanhol
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado