Design of biological sensors based on the OpvAB phase variation system of Salmonella enterica

• Autores: David Rodríguez Olivenza
• Directores de la Tesis: Mireille Ansaldi (dir. tes.), Josep Casadesús Pursals (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2020
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 155
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Ramos Morales (presid.), José Manuel Rodríguez Martínez (secret.), José Antonio Vázquez Boland (voc.), Elena Puerta Fernández (voc.), Carmen Rosario Beuzon Lopez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología Molecular, Biomedicina e Investigación Clínica por la Universidad de Sevilla
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Genética
      • Ingeniería genética
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • Este trabajo se ha basado en investigaciones previas de nuestro grupo sobre el operón opvAB de Salmonella enterica y ha utilizado dichos conocimientos para diseñar y desarrollar tres aplicaciones biotecnológicas: (i) la formación de subpoblaciones bacterianas que difieran en un fenotipo específico elegido a voluntad, (ii) el desarrollo de un biosensor capaz de detectar bacteriófagos, y (iii) la detección de inhibidores de la metilación del DNA. (i) Estudios previos habían establecido que la transcripción del operón opvAB está sujeta a biestabilidad reversible (cambio de fase). Este trabajo describe que la clonación de un fragmento de 689 pares de bases que contiene el promotor y la región reguladora (UAS) de opvAB es capaz de conferir biestabilidad reversible a genes heterólogos (ej., el operón lac y diversos genes de resistencia a antibióticos). El sistema de cambio de fase es exportable a Escherichia coli. La expresión de genes de resistencia a antibióticos bajo el control de opvAB genera subpoblaciones resistentes y sensibles al antibiótico en cuestión, y puede ser útil para el estudio de la heteroresistencia a antibióticos. La heteroresistencia es un fenómeno de gran relevancia clínica ya que la aparición de subpoblaciones resistentes es difícil de detectar y con frecuencia causa un fallo en el tratamiento de las infecciones. (ii) Los productos del operón opvAB son proteínas que acortan el antígeno O del lipopolisacárido, generando resistencia a bacteriófagos que usan el antígeno O como receptor. Esta propiedad ha permitido desarrollar biosensores para la detección de bacteriófagos. Dichos sensores se basan en la detección de fluorescencia emitida por la proteína verde fluorescente, GFP, y han sido generados por manipulación genética de la estirpe silvestre. Además de ser una alternativa al uso de los antibióticos, los bacteriófagos tienen importancia en ecología ya que participan activamente en el control de las comunidades bacterianas y en la transferencia de información genética entre bacterias. (iii) La transcripción del operón opvAB está regulada por metilación Dam, y la ausencia de metilación Dam origina expresión constitutiva. En una estirpe que produce proteína verde fluorescente (GFP) bajo el control de opvAB, la inhibición de la metilación Dam se puede detectar como un aumento de fluorescencia. La funcionalidad de este sistema de detección se ha demostrado en presencia concentraciones muy bajas de sinefungina, un inhibidor comercial de la metilación del DNA. Esta prueba de concepto sugiere que el sensor puede ser útil en la búsqueda de nuevos inhibidores de la metilasa Dam, potencialmente útiles como fármacos antibacterianos.