Conjugación en bacterias Gram-positivas
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Resumen de Investigación:
La mayoría de las bacterias contienen uno o más plásmidos que son unidades de DNA que replican de forma independiente al cromosoma y que tienen una estructura modular. Aparte de un módulo esencial que regula su replicación, muchos plásmidos contienen un módulo de conjugación que abarca todos los genes necesarios para la transferencia del plásmido de una célula donante a una receptora a través de un poro de conexión. Estos plásmidos, denominados plásmidos conjugativos, a menudo contienen también genes de toxinas, virulencia y/o resistencia a antibióticos. La conjugación es la principal ruta de transferencia horizontal de genes responsable de la propagación de estos genes entre diferentes especies bacterianas. En particular, la resistencia a los antibióticos es un problema mundial cada vez mayor que afecta la salud de los seres humanos y los animales, y provocando grandes pérdidas económicas. Comprender los diferentes aspectos del proceso de conjugación es esencial para diseñar estrategias o fármacos para combatir la propagación de la resistencia a antibióticos mediada por la conjugación. Poco se sabe sobre la conjugación en bacterias Gram-positivas (G +), razón por la cual comenzamos a estudiar este tema en nuestro laboratorio hace varios años. Nuestros estudios se centraron inicialmente en el plásmido pLS20 de Bacillus subtilis, pero recientemente encontramos que pLS20 es el prototipo de una familia de plásmidos relacionados permitiendo ampliar nuestros estudios a otras bacterias G+.
La conjugación se puede dividir en cuatro pasos: (i) reconocimiento y adhesión a la célula receptora, (ii) producción de un canal a través del cual se transfiere el DNA, (iii) generación del DNA de banda simple que se transfiere y (iv) establecimiento del plásmido en la célula receptora. Nuestros estudios se centran en todos estos pasos utilizando un enfoque multidisciplinar en colaboración con otros grupos de investigación especializados. Uno de nuestros descubrimientos recientes es que la mayoría de los operones de conjugación poseen un nuevo sistema antiterminación de dos componentes que es esencial para la expresión adecuada de los genes de conjugación. Este descubrimiento cambia nuestra opinión sobre la propagación de la resistencia a los antibióticos relacionada con la conjugación.
Fig. 1. Presentación esquemática de los cuatro pasos principales de la conjugación.
Fig. 2. Mapa comparativo del operón de conjugación presente en siete plásmidos representativos de la familia de pLS20. Los genes (flechas) involucrados en los diferentes pasos de la conjugación están indicados en diferentes colores. Las flechas blancas y grises representan genes no conservados y conservados cuya función es desconocida, respectivamente.
Fig. 3. Representación del sistema de antiterminación procesivo formado por dos componentes presente en pLS20 y la mayoría de plásmidos conjugativos en bacterias Gram-positivas
Apellidos | Nombre | Laboratorio | Ext.* | Categoría profesional | |
---|---|---|---|---|---|
Freire Gómez | Fernando | 402 | 4539 | Estudiante | |
González Alvarez | Daniel | 402 | 4515 | dgonzalez(at)cbm.csic.es | Titulado Sup. Actividades Tecn. y Prof.GP1 66% |
Meijer | Wilfried | 402 | 4539 | wmeijer(at)cbm.csic.es | E. Investigadores Científicos de Organismos Públicos |
Vaillo González | Aroa | 402 | 4539 | Estudiante TFG |
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5. En curso
Título: The initial steps of the pLS20 conjugation process: insights into the mechanism of recipient cell selection and attachment by donor cells
Doctoranda: César Gago Córdoba
Universidad: Universidad Autónoma Madrid
Facultad / Escuela: Ciencias
CALIFICACION:
Fecha prevista: marzo 2022
4. Título: The pLS20 family of plasmids and regulation of their establishment genes.
Doctoranda: Jorge Val Calvo
Universidad: Universidad Autónoma Madrid
Facultad / Escuela: Ciencias
CALIFICACION: Cum laude por unanimidad
Fecha: 25 de febrero 2021
3. Título: Discovery of a novel antitermination system present on many conjugative plasmids of Gram-positive bacteria
Doctoranda: Andrés Miguel Arribas
Universidad: Universidad Autónoma Madrid
Facultad / Escuela: Ciencias
CALIFICACION: Cum laude por unanimidad
Fecha: 11 de septiembre 2020
Elegido mejor tesis doctoral del CBM-SO del año 2020
2. Título: Functional characterization of the Bacillus subtilis conjugative plasmid pLS20: identification of relaxosome components and mechanism of transcriptional control of main conjugation promoter Pc
Doctoranda: Gayetri Ramachandran
Universidad: Universidad Autónoma Madrid
Facultad / Escuela: Ciencias
Bioquímica Biologia Molecular, Biomedicina y Biotecnología
Fecha: 13 de Marzo 2015
CALIFICACION: cum laude sobresaliente por unanimidad
1. Título: Characterization of a native plasmid from Bacillus subtilis with special focus on its regulatory circuit for conjugation
Doctorando: Praveen K. Singh
Universidad: Universidad Autónoma Madrid
Facultad / Escuela: Ciencias
programa: Bioquímica, Biologia Molecular, Biomedicina y Biotecnología
Fecha: 24 de Julio 2014
CALIFICACION: sobresaliente cum laude por unanimidad
Premio: seleccionado mejor tesis doctoral de la universidad Autónoma Madrid en el año 2014