Picis: una nueva familia de elementos móviles bacterianos en movimiento
- Autores: Roser Martinez Rubio
- Directores de la Tesis: José Rafael Penadés Casanova (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Cardenal Herrera-CEU ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernesto Ángel García López (presid.), Carles Ubeda Morant (secret.), Francisco García del Portillo (voc.), Alberto Marina Moreno (voc.), Santiago F. Elena (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Sthaphylococcus aureus es un patógeno responsable de un gran número de infecciones tanto agudas como crónicas. La habilidad de S. aureus para producir la enfermedad, tanto en humanos como en animales, se debe a su habilidad para producir una gran variedad de factores de virulencia entre los que destacamos diversas toxinas y la capacidad de formar biofilm. Muchos de estos factores de virulencia se encuentran localizados en elementos genéticos móviles (EGM), entre los que se incluyen bacteriófagos, plásmidos, elementos transponibles e islas de patogenicidad (IPs). Un ejemplo ilustrativo de este proceso son las islas de patogenicidad de S. aureus (SaPIs). Las SaPIs son elementos discretos con un tamaño de entre 15 y 20 kb, con un ciclo característico. Hasta la fecha se han descrito numerosas SaPIs, compartiendo todas ellas una estructura similar. Todas codifican para una integrasa, responsable de la integración de la isla en el cromosoma bacteriano, seguida de una región reguladora formada por los genes stl y str, que codifican para un represor y antirepresor, respectivamente. Adyacente a esta región encontramos un módulo de replicación, formada por los genes pri y rep y por un origen de replicación (ori). Este módulo es responsable de la replicación autónoma de las islas. Finalmente encontramos un módulo de empaquetamiento, responsable del empaquetamiento específicos de las islas en partículas transductantes con cápsides más pequeñas formadas usando proteínas codificadas en el fago inductor. Finalmente, en la región 3¿ de las islas se suelen encontrar diversos genes que codifican toxinas o proteína accesorias implicadas en virulencia y/o adaptación al hospedador. Como se ha mencionado anteriormente, las SaPIs son movilizadas por ciertos bacteriófagos, los cuales inducen el ciclo de las SaPIs (escisión-replicación-empaquetamiento), facilitando una elevadísima transferencia horizontal de estos elementos. El mecanismo de inducción de las SaPIs depende de la expresión, por parte del fago, de una proteína inductora que se une al represor Stl de la isla (interacción proteína-proteína), eliminado la respresión mediada por Stl.
En este trabajo hemos realizado una búsqueda de elementos similares a las SaPIs en otras especies de bacterias Gram-positivas. Encontrando elementos con una estructura similar en cepas de bacterias Gram-positivas pertenecientes a los géneros Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Bacillus, Lysinibacillus, Streptococcus, Clostridium y Caldicellulosiruptor. Además hemos demostrado que los elementos presentes en S. saprophyticus 15305 (SsCI15305), E. faecium DO (EfmCIDO), E. faecalis V583 (EfsCIV583) y B. thuringiensis cepa 35646 (BtCI35646) codifican para las proteínas necesarias para el ciclo de estos elementos. Asimismo, y con la idea de profundizar aun más en la caracterización de estos elementos, hemos llegado a demostrar que el elemento hallado en la cepa E. faecalis cepa V583 (EfsCIV583) es capaz de iniciar su ciclo biológico y transferirse a una nueva célula aceptora tras la inducción de un profago presente en dicha cepa (fago ¿V1), y que esta inducción se debe a la unión proteína-proteína entre la proteína EF0309 codificada en el fago y el represor Stl codificado en EfsCIV583. Todos estos datos nos permiten descartar la idea de que estos elementos sean fagos defectivos, y nos permite proponer la idea que estamos ante una nueva familia de elementos genéticos móviles, que nosotros hemos denominado PICIs (phage-inducible chromosomal islands), cuyo representante mejor caracterizado son las SaPIs. Nuestros estudios han demostrado que estos elementos también se encuentran en bacterias Gram-negativas. Aunque con pequeñas diferencias estructurales en la región reguladora, hemos encontrados PICIs en bacterias de los géneros Escherichia, Klebsiella, Shigella, Salmonella, Proteus, Xenorabdus, Photorhabdus, Enterobacter, Dickeya, Yersinia y Pectobacterium. Además de caracterizar los genes codificados por alguno de los elementos, hemos demostrado que el elemento hallado en E. coli CFT073 (EcCICFT073), se induce por el profago residente ¿4, lo que permite una alta transferencia del elemento. En resumen, nuestro trabajo ha permitido identificar una nueva familia de elementos genéticos móviles, las PICIs, con una papel muy importante en la evolución y virulencia bacterianas.
