Análise estrutural e genômica do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de Pseudomonas aeruginosa
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34170 |
Resumo: | Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria oportunista, causa frequente de infecções hospitalares, e frequentemente resistente a diferentes classes de antimicrobianos. O sistema CRISPR/Cas é uma maquinaria de imunidade adaptativa contra elementos genéticos móveis (MGEs). É composto por dois elementos: loco CRISPR, regiões de DNA semi-repetitivo, onde as repetições são separadas por espaçadores (sequências derivadas de MGEs), o que confere a característica adaptativa ao sistema; e por genes cas, codificantes dos elementos efetores desta maquinaria. Com o intuito de aplicar os conhecimentos obtidos através do estudo do sistema CRISPR/Cas de P. aeruginosa para auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas contra este microrganismo, o presente trabalho teve por objetivo identificar as características deste sistema em isolados clínicos desta bactéria. A identificação dos tipos I-F e I-E, e a análise dos locos CRISPR do sistema tipo I-F, foram realizadas através de Reação em Cadeia da Polimerase e sequenciamento. Isolados selecionados tiveram seus genomas sequenciados e analisados para determinar características relacionadas ao sistema em questão. O subtipo I-F é o mais frequente entre os isolados estudados. Foram encontrados dois isolados comportando dois tipos de sistema concomitantemente, característica incomum. Os espaçadores encontrados nos locos CRISPR do subtipo I-F são relacionados a bacteriófagos, plasmídeos e ilhas genômicas, corroborando com a relação deste sistema com MGEs. A organização dos espaçadores demonstrou padrões de incorporação iguais entre isolados diferentes, porém, o sistema não parece ser eficaz como método de tipagem molecular para esta espécie bacteriana. A análise genômica evidenciou a presença de genes anti-CRISPR, de fagos, e de espaçadores contra estes fagos em um mesmo genoma. Foi estabelecido o contexto genético dos tipos de sistemas e de um loco CRISPR órfão. Nenhuma relação genética direta entre os isolados CRISPR/Cas positivos foi encontrada. Os resultados sugerem inatividade deste sistema em relação à imunidade, podendo sua função estar ligada à regulação da expressão gênica de produtos bacterianos e virais. Os resultados também nos permitiram conhecer o panorama do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de P. aeruginosa. |
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Com o intuito de aplicar os conhecimentos obtidos através do estudo do sistema CRISPR/Cas de P. aeruginosa para auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas contra este microrganismo, o presente trabalho teve por objetivo identificar as características deste sistema em isolados clínicos desta bactéria. A identificação dos tipos I-F e I-E, e a análise dos locos CRISPR do sistema tipo I-F, foram realizadas através de Reação em Cadeia da Polimerase e sequenciamento. Isolados selecionados tiveram seus genomas sequenciados e analisados para determinar características relacionadas ao sistema em questão. O subtipo I-F é o mais frequente entre os isolados estudados. Foram encontrados dois isolados comportando dois tipos de sistema concomitantemente, característica incomum. Os espaçadores encontrados nos locos CRISPR do subtipo I-F são relacionados a bacteriófagos, plasmídeos e ilhas genômicas, corroborando com a relação deste sistema com MGEs. A organização dos espaçadores demonstrou padrões de incorporação iguais entre isolados diferentes, porém, o sistema não parece ser eficaz como método de tipagem molecular para esta espécie bacteriana. A análise genômica evidenciou a presença de genes anti-CRISPR, de fagos, e de espaçadores contra estes fagos em um mesmo genoma. Foi estabelecido o contexto genético dos tipos de sistemas e de um loco CRISPR órfão. Nenhuma relação genética direta entre os isolados CRISPR/Cas positivos foi encontrada. Os resultados sugerem inatividade deste sistema em relação à imunidade, podendo sua função estar ligada à regulação da expressão gênica de produtos bacterianos e virais. Os resultados também nos permitiram conhecer o panorama do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de P. aeruginosa.CAPESPseudomonas aeruginosa is an opportunistic bacterium, frequent cause of hospital infections, and frequently resistant to different classes of antibiotics. The CRISPR/Cas system is an adaptive immunity machinery against mobile genetic elements (MGEs). It is composed by two elements: CRISPR locus, regions of semirepetitive DNA, where the repeats are interspaced by spacers (MGE derived sequences), which confer the adaptive feature to the system; and by cas genes, coding for the effector elements of this machinery. In order to apply the knowledge obtained from studying the P. aeruginosa’s CRISPR/Cas system to developing new therapeutic strategies against this microorganism, the present work aimed to identify the characteristics of this system in this bacterium’s clinical isolates. The identification of I-F and I-E types and the analysis of system’s I-F CRISPR loci, were performed through Polymerase Chain Reaction and sequencing. Selected isolates had their genomes sequenced and analyzed to determined characteristics related to the system in question. The subtype I-F was the most frequent between the studied isolates. Two isolates were found carrying two types of the system simultaneously, a rare feature. The spacers found in subtype I-F CRISPR loci are related to phages, plasmids and genomic islands, supporting this system’s relationship with MGEs. Spacer arrays showed equal incorporation patterns between different isolates, however, the system does not appear to be effective as a molecular typing method in this bacterial species. Genomic analysis pointed out the presence of anti-CRISPR genes, phages, and spacers against these phages in the same genome. Genetic backgrounds were established for system’s different types and an orphan CRISPR locus. No direct relationship between CRISPR/Cas positive isolates was found. Results suggest this system’s inactivity regarding immunity, and its function could be related to regulation of gene expression of bacterial and viral products. Results also allowed us to know the scenery of CRISPR/Cas system in Brazilian clinical isolates of P. aeruginosa.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em GeneticaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPseudomonas aeruginosaBacteriófagosImunidadeAnálise estrutural e genômica do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de Pseudomonas aeruginosainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Ana Carolina de Oliveira Luz.pdf.jpgTESE Ana Carolina de Oliveira Luz.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1284https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34170/5/TESE%20Ana%20Carolina%20de%20Oliveira%20Luz.pdf.jpg7b3d56286eaf24175e920144fbd5fc36MD55ORIGINALTESE Ana Carolina de Oliveira Luz.pdfTESE Ana Carolina de Oliveira Luz.pdfapplication/pdf3894694https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34170/1/TESE%20Ana%20Carolina%20de%20Oliveira%20Luz.pdf7824ca7664805671c1252ff07e463c0dMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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