Caracterización de una diguanilato ciclasa exclusiva de B. pertussis

Abstract

B. pertussis es una bacteria patógena que coloniza las vías respiratorias del humano, siendo el agente causal de la tos convulsa. A pesar de ser una enfermedad prevenible por vacunación se ha detectado un resurgimiento de la misma en las últimas décadas, obligando al replanteo de las estrategias de prevención y tratamiento. Uno de los enfoques para abordar esta problemática se basa en estudiar los mecanismos que utiliza la bacteria para el establecimiento de la infección y la persistencia en el hospedador. En este contexto se puede pensar, entre otras, en dos posibles estrategias del patógeno para evitar ser eliminado: la formación de biofilm en el tracto respiratorio y la capacidad de vivir dentro de células del hospedador. El c-di-GMP (diguanilato cíclico) es una molécula que actúa como segundo mensajero en bacterias, controlando una gran variedad de procesos, entre los que se destaca la transición entre vida plantónica y formación de biofilm. Nuestro grupo ha demostrado que c-di-GMP regula la formación de biofilm en Bordetella bronchiseptica, una bacteria cercanamente relacionada a B. pertussis. Los niveles intracelulares de este segundo mensajero están determinados por la actividad de dos tipos de enzimas: diguanilato ciclasas (DGCs), que lo sintetizan, y fosfodiesterasas (PDEs), que lo degradan. Las DGCs presentan un dominio llamado GGDEF y las PDEs un dominio EAL, con la denominación haciendo referencia a los aminoácidos conservados en su sitio activo. El uso de herramientas bioinformáticas permite la identificación de este tipo de proteínas en los genomas bacterianos. El objetivo central de mi trabajo de tesis es estudiar el rol de c-di-GMP en la regulación de diversos procesos en B. pertussis. En el genoma de B. pertussis Tohama I se predice la presencia de 5 proteínas GGDEF, 1 proteína EAL y 2 proteínas EAL/GGDEF. Nosotros hemos puesto el foco en el estudio de una proteína GGDEF particular, BdcK. Esta DGC no se encuentra en ninguna otra bacteria del género Bordetella y además se encuentra altamente conservada en todos los aislamientos clínicos de B. pertussis secuenciados hasta el momento Para avanzar en la caracterización de BdcK generamos una cepa mutante que no expresa la proteína, con el objetivo de evaluar su rol en procesos asociados a c-di-GMP como la formación de biofilm y la respuesta a ciertas condiciones del entorno que significan un estrés para la bacteria.