Descifrando el mecanismo de transducción de señales de luz en Staphylococcus aureus

ARANA, NATALIA; RINALDI, JIMENA; MÜLLER, G.L.; MUSSI M. A.

Congreso; GRUPO ARGENTINO DE FOTOBIOLOGÍA; 2022

Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Acinetobacter baumannii han sido reconocidos por laOMS y CDC como patógenos humanos críticos. Estos microorganismos pertenecen al grupo ESKAPE, ya queson capaces de "escapar" de los tratamientos antibióticos. Las infecciones causadas por estos patógenosresultan en un aumento de costos en la atención médica. Resultados anteriores de nuestro grupo handemostrado que estos microorganismos sensan y responden a la luz. En S. aureus, hemos demostrado quela luz modula determinantes de la patogenicidad, como la hemólisis dependiente de la alfa-toxina, así comola virulencia en un modelo de infección epitelial, lo que podría tener implicaciones en infecciones enhumanos. La luz también regula la persistencia, el metabolismo y la capacidad de matar a competidores comoC. albicans. Hasta donde sabemos, la capacidad de S. aureus de sensar y responder a la luz constituye unrasgo fisiológico novedoso. Estos patógenos podrían sensar luz para sincronizar su comportamiento con elritmo circadiano de sus hospedadores, probablemente como estrategia para optimizar el desarrollo de lainfección. La identificación de los fotorreceptores involucrados en la detección de luz proporcionaríainformación importante sobre la cascada de transducción de señales de luz. A pesar de que no se encontraronfotorreceptores tradicionales codificados en su genoma, identificamos tres proteínas putativas quecontienen dominios GAF. Los dominios GAF forman parte de fitocromos y cianobacteriocromos junto conotros dominios PHY y PAS. En dos de estas proteínas el dominio GAF abarca la secuencia completa de laproteína, lo que sugiere una nueva arquitectura de fotorreceptores, mientras que el último alberga undominio GAF N-terminal asociado con una histidin quinasa C-terminal (GAF-HK). Se determinó el entornogenómico de cada fotorreceptor putativo y se encontraron genes como LuxR, involucrados en la regulacióndel sensado poblacional cerca del GAF-HK; mientras que se identificó a DegU, un regulador de la respuestade la motilidad bacteriana, la virulencia y la formación de biofilms, próximo a NreA (GAF). Resultadosrecientes de nuestro grupo muestran que la motilidad en S. aureus no solo está modulada por la luz azul,sino también por luces roja y verde. Además, se observó la presencia de residuos de cisteína, esencial parala unión del cromóforo de bilina. Es interesante señalar que S. aureus produce estafilobilina como productodel metabolismo del grupo hemo. Las secuencias codificantes por cada una de estas proteínas fueronamplificadas a partir de S. aureus USA300 y clonados en pET-TEV para evaluar su capacidad de sensar luz.Para esto se realizó la purificación de las proteínas, se las incubó con un cromóforo y se vio interacciónmediante zinc blotting y espectrofotometría. Finalmente, se discuten los resultados proteómicos quesugieren nuevas vías moduladas por la luz en S. aureus, como la síntesis y el reciclaje de la pared.