Análisis funcional de la proteína esencial IgaA de Salmonella enterica: estudio de mecanismos de supresión de letalidad

JAVIER FERNANDO MARISCOTTI; FRANCISCO GARCÍA-DEL PORTILLO

Jaca

Congreso; V REUNIÓN DEL GRUPO DE MICROBIOLOGÍA MOLECULAR; 2004

Sociedad Española de Microbiología

En nuestro laboratorio trabajamos con un mutante de Salmonella enterica serovar Typhimurium que contiene un cambio puntual R188H en la proteína de membrana IgaA (alelo igaA1). Este mutante fue seleccionado por presentar una mayor tasa de crecimiento intracelular en células de fibroblasto. Otros fenotipos ligados a esta mutación incluyen la sobre-producción de cápsula de ácido colánico, la pérdida parcial de movilidad y el aumento de los niveles de las proteínas de división FtsA y FtsZ. Estas funciones son controladas por el sistema regulador de transferencia de fosfato (‘phosphorelay’) denominado RcsC-YojN-RcsB. IgaA regula negativamente el sistema RcsC-YojN-RcsB a nivel post-traduccional. Curiosamente, el gen igaA, al igual que la región génica yojN-rcsB-rcsC son exclusivos de Enterobacterias. Distintos análisis genéticos han demostrado que igaA es un gen esencial. La letalidad asociada a la pérdida de la proteína IgaA se suprime con mutaciones en los genes rcsC, yojN ó rcsB. La sobre-activación del sistema RcsC-YojN-RcsB parece por tanto ser la causa de la letalidad asociada a la inactivación del gen igaA. No obstante, cuando se transfiere por transducción un alelo igaA::KIXX a un fondo genético silvestre aparecen, aunque en frecuencia muy inferior a la normal (10-8), un pequeño número de transductantes. Algunos de estos transductantes muestran fenotipo de mucosidad (sobreproducción de cápsula), lo que sugiere que la bacteria también puede soportar la pérdida de IgaA con un nivel bajo de activación del sistema RcsC-YojN-RcsB. Esta observación nos llevó a interesarnos en caracterizar los mecanismos de supresión “espontánea” de letalidad asociados a la inactivación del gen igaA. Hemos diferenciado cuatro grupos fenotípicos (I, II, III y IV) de transductantes igaA::KIXX en base a: (i) los niveles de la proteína IgaA; (ii) los niveles de proteínas reguladas por el sistema RcsC-YojN-RcsB; y, (iii) la virulencia en ratones BALB/c. El grupo I constituye el 90% de los transductantes obtenidos y no presentan sobre-producción de cápsula, indicando la falta de actividad del sistema RcsC-YojN-RcsB. Algunos clones caracterizados en este grupo muestran “pérdida” espontánea de regiones de DNA en la región génica yojN-rcsB-rcsC. Los clones del grupo II se caracterizan por presentar un aumento en la producción de cápsula, aunque la activación del sistema RcsC-YojN-RcsB es unas diez veces menor que en el mutante igaA1. Estos mutantes han perdido una región en el extremo 5’ del gen rcsC, lo que conduce a un descenso en los niveles de la proteína RcsC. Los clones del grupo III presentan una “duplicación espontánea” de la región del gen igaA, siendo por tanto merodiploides igaA::KXX/igaA+. Actualmente estamos estudiando el mecanismo de supresión de la letalidad en el grupo IV, que también presenta sobre-producción de material de cápsula. Los datos obtenidos hasta el momento permiten postular que existen en Salmonella diferentes mecanismos de supresión “espontánea” de la letalidad asociada a la pérdida de la proteína IgaA. Estos mecanismos implican, entre otros, reorganizaciones de determinadas regiones del cromosoma. La significación de estas observaciones en el proceso de evolución y adaptación de este patógeno a la vida intracelular en células de mamífero será también comentada.