Análise transcriptômica e funcional da regulação da resposta SOS por ciprofloxacina em Pseudomonas aeruginosa

• Autor(a) principal: Fonseca, Marina Rocha Borges da
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-06062023-163051/
• topic: Bacterial gene expression; Bacterial resistance to drugs; Expressão gênica; Gene expression; Microbiologia; Microbiology; Regulação bacteriana da expressão gênica; Regulation; Resistência bacteriana às drogas

Todos os organismos vivos devem lidar com danos ao DNA provenientes de várias fontes, como a luz UV que irradia do sol, antibióticos e estresse oxidativo. Os danos ao DNA estimulam várias respostas e as células bacterianas se desenvolveram para neutralizá-los através da regulação positiva de vários mecanismos para reparar e tolerar esses danos. A resposta SOS é a principal via ativada durante o estresse genotóxico, e pode alterar o equilíbrio entre mutagênese e integridade do genoma. A formação de fita simples de DNA atrai e ativa a proteína RecA, criando filamentos que promovem a autoclivagem do repressor LexA, induzindo a expressão de todos os genes que contêm a sequência promotora conhecida como SOS-box. Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista com grande plasticidade fenotípica, e não surpreendentemente, a resposta SOS não é a única via ativada após dano ao DNA. Pelo mesmo estímulo, P. aeruginosa induz a produção de piocinas (sistema prt) e uma via de autólise (sistema alp). As piocinas são bacteriocinas antimicrobianas que geralmente têm como alvo diferentes cepas da mesma espécie, mas sua produção tem um custo porque as células que as produzem lisam e morrem. O sistema alp também induz a morte celular, mas tem sido associado à virulência em modelos animais. Não está clara a razão para as três respostas serem reguladas pelo mesmo estímulo, já que desempenham atividades conflitantes como reparo e autólise. Além da complexa ativação regulatória das respostas durante o estresse genotóxico, genes regulados pela resposta SOS sem funções claras podem oferecer novas percepções sobre o cenário da resposta celular a essas condições. O gene PA0922 é regulado diretamente por LexA e é apontado como um provável regulador transcricional e um gene de reparo, mas nenhum estudo foi focado em sua função molecular. Este estudo tem como objetivo caracterizar a expressão de cada um dos três sistemas regulados por repressores do tipo LexA após lesão por UV e ciprofloxacina e identificar a função de um provável fator de transcrição regulado pela resposta SOS, o gene PA0922. Realizamos análise de sequenciamento de RNA total e qPCR para definir o curso de expressão de genes de cada regulon e descobrimos que a resposta SOS é a mais rapidamente ativada, apenas 15 minutos após o tratamento com UV. O sistema prt é fortemente induzido logo em seguida, sendo o sistema alp o último. Além disso, identificamos diferenças no perfil geral de expressão entre danos UV e ciprofloxacina onde o dano UV tem uma indução mais forte do sistema alp em comparação com ciprofloxacina. No caso do gene PA0922, através da análise de sequenciamento de RNA verificamos que a deleção deste gene pode interferir na ativação da resposta ao estresse genotóxico no tratamento com ciprofloxacina e possivelmente modular a resposta SOS. Além disso, a superexpressão de PA0922 é tóxica para P. aeruginosa, altera o formato da célula bacteriana e reprime a expressão de um dos sistemas de secreção do tipo 6.