Caracterização funcional do regulon do fator sigma alternativo ecfL de Xanthomonas citri subsp. citri

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Flores, Anthony Jhoao Fasabi, 1993-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5676
Resumo: Orientador: Cristina Elisa Alvarez Martinez
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spelling Caracterização funcional do regulon do fator sigma alternativo ecfL de Xanthomonas citri subsp. citriFunctional characterization of the regulon of the alternative sigma factor ecfl of Xanthomonas citri subsp. citriFosfatasesFitaseFosfolipasesEsfingomielina fosfodiesterasePhosphatasesPhytasesPhospholipasesSphingomyelin phosphodiesteraseOrientador: Cristina Elisa Alvarez MartinezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A citricultura é uma atividade econômica importante no Brasil, ameaçada por doenças que atacam as culturas, como o cancro cítrico causado pela bactéria Xanthomonas citri, o que leva a um rendimento reduzido e a perdas econômicas significativas. É essencial, portanto, a realização de estudos para a compreensão dos mecanismos de virulência de X. citri, contribuindo para melhorar sua detecção e controle. Fatores sigma bacterianos (?) são subunidades dissociáveis da RNA polimerase responsáveis pelo reconhecimento de promotores e por promover o início de transcrição. Dentre eles, a família de fatores sigma extracitoplasmáticos (ECF), regula a expressão gênica em resposta a sinais detectados no envelope bacteriano. O nosso grupo de pesquisa vem realizando o estudo dos fatores ECF codificados pelos genes xac4128 (ecfK) e xac4129 (ecfL). Estes são encontrados em um grupamento gênico que codifica um sistema de secreção do tipo VI (SS6), um complexo proteico que atravessa o envelope bacteriano e injeta proteínas diretamente em células procarióticas e eucarióticas ou para o meio extracelular. O gene ecfL tem contexto genômico típico de fatores ECF envolvidos na resposta a carência de ferro, também chamados de FecI (?FecI). Membros deste grupo são codificados em operon com o gene que codifica um fator anti-sigma chamado FecR e na vizinhança de um gene que codifica um receptor dependente de TonB (TBDR, do inglês TonB-dependent receptor), chamado FecA, que atua na ativação do fator sigma em resposta a sinais do ambiente externo. A análise do transcriptoma de uma linhagem com níveis aumentados de ecfL levou à identificação do regulon deste fator ECF, que é composto por 3 genes, xac4131, xac4132, xac4133, localizados na vizinhança de ecfL no genoma de X. citri. A análise informática das proteínas codificadas pelos genes do regulon de EcfL revelam que o gene xac4131 codifica um homólogo a FecA, sugerindo que a proteína atue na ativação de ?FecI e, possivelmente, na captação de nutrientes ou outras pequenas moléculas, função caracterizada para membros desta família de receptores de membrana externa. O gene xac4132 codifica uma proteína com domínio de fosfatase ácida dependente de histidina, este domínio é encontrado em fitases, enzimas que degradam o ácido fítico, a principal fonte de fosfato armazenado em plantas e solos. O gene xac4133 codifica uma proteína que combina um domínio de lectina do tipo jacalina, envolvido na ligação a carboidratos, o que sugere uma interação com superfície de células eucarióticas, e um domínio da família EEP (exonuclease-endonuclease-fosfatase), típico de enzimas que atuam na clivagem de ligações fosfodiéster, geralmente em DNA e fosfolipídeos, o que sugere uma função de endonuclease ou de esfingomielinase. Esfingomielinases bacterianas são enzimas secretadas que atuam na desestruturação de membranas eucarióticas, permitindo, por exemplo, o escape do fagossomo e a sobrevivência bacteriana no hospedeiro. Um possível papel como toxinas secretadas pelo SS6 é, portanto, sugerido pelos domínios encontrados em Xac4132 e Xac4133. Porém, a caracterização fenotípica de ?ecfL indica que o gene não é necessário para a resistência a predação e, da mesma forma, os genes ecfL, xac4132 e xac4133 não apresentam indução de expressão durante co-incubação com D. discoideum (Lima et al., submetido), característica observada para os genes do SS6 e seu regulador EcfK (Bayer-Santos et al., 2018). A redução de virulência observada para a linhagem ?ecfL pode indicar que as proteínas Xac4132 e Xac4133 atuem na célula hospedeira durante a infecção. Assim, apesar de conhecer o regulon de ecfL e ter dados fenotípicos interessantes para a linhagem mutante em ecfL, estudos complementares são necessários para que seja possível compreender a função deste fator sigma ECF na fisiologia de X. citri. Por esse motivo, o objetivo do trabalho é a caracterização bioquímica e funcional das proteínas codificadas pelos membros do regulon do fator sigma alternativo ecfL de X. citri. Assim, este estudo poderá levar a identificação de novas funções importantes para a virulência de X. citri e para a sobrevivência e adaptação ao ambienteAbstract: Citriculture is an important economic activity in Brazil, threatened by diseases that attack crops, such as citrus canker caused by the bacterium Xanthomonas citri, which leads to reduced yields and significant economic losses. It is therefore essential to carry out studies to understand the virulence mechanisms of X. citri, contributing to improve its detection and control. Bacterial sigma factors (?) are dissociable subunits of RNA polymerase responsible for the recognition of promoters and for promoting the initiation of transcription. Among them, the extracytoplasmic sigma factor (ECF) family regulates gene expression in response to signals detected in the bacterial envelope. Our research group has been studying the ECF factors encoded by the xac4128 (ecfK) and xac4129 (ecfL) genes. These are found in a gene cluster that encodes a type VI secretion system (SS6), a protein complex that crosses the bacterial envelope and injects proteins directly into prokaryotic and eukaryotic cells or into the extracellular medium. The ecfL gene has a typical genomic context of ECF factors involved in the response to iron deficiency, also called FecI (?FecI). Members of this group are encoded in an operon with the gene encoding an anti-sigma factor called FecR and in the vicinity of a gene encoding a TonB-dependent receptor (TBDR), called FecA, which acts on activation of the sigma factor in response to signals from the external environment. The transcriptome analysis of a strain with increased levels of ecfL led to the identification of the regulon of this ECF factor, which is composed of 3 genes, xac4131, xac4132, xac4133, located in the vicinity of ecfL in the genome of X. citri. Computer analysis of the proteins encoded by the EcfL regulon genes reveals that the xac4131 gene encodes a FecA homolog, suggesting that the protein acts in the activation of ?FecI and, possibly, in the uptake of nutrients or other small molecules, a function characterized for members of this family of outer membrane receptors. The xac4132 gene encodes a protein with a histidine-dependent acid phosphatase domain, this domain is found in phytases, enzymes that degrade phytic acid, the main source of phosphate stored in plants and soils. The xac4133 gene encodes a protein that combines a jacalin-like lectin domain, involved in carbohydrate binding, which suggests an interaction with the surface of eukaryotic cells, and an EEP (exonuclease-endonuclease-phosphatase) family domain, typical of enzymes that act in the cleavage of phosphodiester bonds, generally in DNA and phospholipids, which suggests an endonuclease or sphingomyelinase function. Bacterial sphingomyelinases are secreted enzymes that act to disrupt eukaryotic membranes, allowing, for example, phagosome escape and bacterial survival in the host. A possible role as toxins secreted by SS6 is therefore suggested by the domains found in Xac4132 and Xac4133. However, the phenotypic characterization of ?ecfL indicates that the gene is not necessary for resistance to predation and, similarly, the genes ecfL, xac4132 and xac4133 do not show expression induction during co-incubation with D. discoideum (Lima et al., submitted), a characteristic observed for the SS6 genes and its regulator EcfK (Bayer-Santos et al., 2018). The virulence reduction observed for the ?ecfL lineage may indicate that the Xac4132 and Xac4133 proteins act in the host cell during infection. Thus, despite knowing the ecfL regulon and having interesting phenotypic data for the ecfL mutant strain, further studies are needed to understand the role of this ECF sigma factor in the physiology of X. citri. For this reason, the objective of this work is the biochemical and functional characterization of the proteins encoded by the regulon members of the alternative sigma factor ecfL of X. citri. Thus, this study may lead to the identification of new important functions for the virulence of X. citri and for survival and adaptation to the environmentMestradoMicrobiologiaMestre em Genética e Biologia MolecularCNPQ134147/2019-7FAPESP2019/03406-4[s.n.]Alvarez-Martinez, Cristina Elisa, 1976-Giuseppe, Priscila Oliveira deSgro, Germán GustavoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFlores, Anthony Jhoao Fasabi, 1993-20222022-07-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (109 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5676FLORES, Anthony Jhoao Fasabi. Caracterização funcional do regulon do fator sigma alternativo ecfL de Xanthomonas citri subsp. citri. 2022. 1 recurso online (109 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5676. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1250191Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-09-23T10:34:13Zoai::1250191Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-09-23T10:34:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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