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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.42.2024.tde-16072024-180700
Documento
Autor
Nome completo
Nicole Gonçalves Picinin
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2024
Orientador
Banca examinadora
Spira, Beny (Presidente)
Baldini, Regina Lúcia
Gomez, José Gregorio Cabrera
Martinez, Cristina Elisa Alvarez
Título em português
Supressão da mutação ΔphoU em Pseudomonas aeruginosa
Palavras-chave em português
Pseudomonas aeruginosa
fosfato
mutação
polifosfato
Regulon PHO
supressão
Resumo em português
A bactéria Pseudomas aeruginosa pode ser encontrada em diversos ambientes, tais como em corpos dagua, solo, animais e plantas. Para sobreviver e procriar em ambientes tão diversos, a bactéria possui vários sistemas gênicos que irão auxiliá-la em sua adaptação. A baixa disponibilidade de fosfato no ambiente gera a ativação dos genes pertencentes ao regulon PHO, tais como phoA, que codifica uma fosfatase alcalina periplasmática e o operon pst que codifica um sistema de captação de Pi. Cinco genes compõe o operon pst - pstA, pstB, pstC, pstS e phoU. O último gene não participa do transporte de fosfato mas atua como repressor do regulon PHO em ambientes com excesso de fosfato. O genes de PHO são regulados pelo sistema de dois componentes PhoB/PhoR, onde a proteína PhoB atua como um regulador de resposta e PhoR atua como uma histidina quinase. O nocaute do gene phoU resulta na constitutividade do regulon PHO, e consequentemente aumenta a captação de Pi via Pst. O excesso de fosfato intracelular e armazenado na forma de grânulos de polifosfato, porem o excedente de fosfato no interior da célula é tóxico gerando uma pressão seletiva para aquisição de mutações supressoras, que ocorrem geralmente em phoB ou em um dos outros 4 genes do operon pst. Neste trabalho, foram isolados e caracterizados dezenas de mutantes supressores derivados da cepa ΔphoU de P. aeruginosa. Estes mutantes foram submetidos a diversos ensaios fenotípicos, tais como, a captação de Pi do meio, o nível de acúmulo do polifosfato, e a atividade quantitativa da enzima fosfatase alcalina, entre outros. Os resultados mostram que as mutações adquiridas pelos mutantes supressores designados como NAP revertem todos os fenótipos apresentados pelo mutante ΔphoU e os tornam similares a cepa selvagem PA14, enquanto que as mutações apresentadas pelos supressores LAP revertem parte dos efeitos nocivo causados pelo excesso de Pi no interior da célula. Neste trabalho, não foi observado nenhum mutante supressor do tipo HAP, visto que todos os possíveis candidatos se assemelham, fenotipicamente, a cepa ancestral ΔphoU e nenhuma mutação relevante foi encontrada nestes isolados.
Título em inglês
Suppression of the ΔphoU mutation in Pseudomonas aeruginosa
Palavras-chave em inglês
Pseudomonas aeruginosa
mutation
PHO regulon
phosphate
polyP
suppression
Resumo em inglês
The bacterium Pseudomas aeruginosa can be found in various environments, such as water bodies, soil and animals. To adapt to these environments the bacterium carries several genes and operons responsible for the adaptation to the different conditions. The low availability of phosphate in the environment generates the activation of genes belonging to PHO regulon, such as phoA, which encodes a periplasmic alkaline phosphatase and pst operon, that encodes a Pi uptake system. Five genes make up the operon pst - pstA, pstB, pstC, pstS and phou. The last gene does not participate in phosphate transport but acts as a negative regulator of PHO regulon. The PHO regulon is regulated by the PhoB/PhoR two-component system, where the PhoB protein acts as a response regulator and PhoR acts as a histidine kinase sensor. Mutations in the phoU gene result in the constitutive expression of the PHO regulon, and consequently increase the rate of Pi uptake via Pst. The excess of intracellular phosphate is stored in the form of poliP granules, but Pi-surplus is toxic generating a selective pressure for the acquisition of suppressive mutations, which usually occur in PhoB or in one of the other genes of the pst operon. In E. coli was observed three classes of suppressor mutants derived from ΔphoU, which were classified according to their morphology - NAP (No AP phenotype), LAP (Low AP phenotype) and HAP (High AP phenotype). In the present study, suppressor mutants derived from the strain ΔphoU of P. aeruginosa were isolated and characterized. Several phenotypic assays were performed on the compensatory mutants, such as the rate of Pi removal from the medium, accumulation of polyphosphate, alkaline phosphatase activity, among others. The results show that the mutations acquired by the NAP mutants reversed all ΔphoU phenotypes. The LAP suppressors were able to reverse the harmful effects caused by excess Pi, but were still able to take up mor phosphate and accmulate high amounts of polyphosphate. The last class of suppressor mutants - HAP- behaves very similar to the ancestral strain ΔphoU.
 
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Data de Liberação
2026-07-16
Data de Publicação
2024-07-18
 
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