La mayor parte de las bacterias pueden cambiar de un modo de vida planctónico y móvil a formar comunidades sésiles, denominadas biofilms, sobre diversas superficies bióticas y abióticas. De forma similar, las bacterias que forman parte del biofilm pueden reintegrarse al modo de vida móvil en respuesta a determinadas señales ambientales y/o fisiológicas. En la bacteria Gram-negativa Pseudomonas putida, la transición entre ambos modos de vida está mediada por la acción de una red de transducción de señales fuertemente interconectada cuyo elemento central es el segundo mensajero di-GMPc. El propósito de esta red es regular de forma mutuamente excluyente la síntesis de componentes útiles para la vida planctónica (como el sistema de movilidad flagelar) y de factores de adhesión y componentes de la matriz extracelular necesarios para la vida sésil (adhesinas y exopolisacáridos). En este proyecto utilizaremos un abordaje experimental y computacional para ahondar en la comprensión de los mecanismos fisiológicos y genéticos que actúan durante la regulación de las transiciones entre ambos modos de vida y en los determinantes implicados en el progreso de dichas transiciones. Con este fin, utilizaremos un arsenal de ensayos de expresión génica in vivo e in vitro junto con microscopía óptica de alta resolución y métodos de interacción proteína-proteína para esclarecer la regulación génica y el control espacio-temporal de la síntesis y ensamblaje del sistema flagelar polar. De forma similar, estableceremos los señales, mecanismos y dianas de la regulación de la respuesta de dispersión y sus conexiones mediante bucles de retroalimentación con la reiniciación de la síntesis de los flagelos. Finalmente, desarrollaremos dos sistemas de modelado que simulen con una alta capacidad predictiva la dinámica del desarrollo del biofilm en función de diversos parámetros fisiológicos y ambientales y las interacciones de la adhesina LapA con superficies de distintos materiales. Estas estrategias nos proporcionarán una hoja de ruta de las señales, componentes y mecanismos implicados en cada una de las etapas de la transición de la vida planctónica al biofilm y viceversa. Esto posibilitará la identificación de dianas y estrategias para la manipulación racional del ciclo de desarrollo de P. putida con vistas a la obtención de estirpes especializadas para diversos usos biotecnológicos.
Código
PGC2018-097151-B-I00
Agencia financiadora
Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
Duración
2019-2021
Investigador principal
Fernando Govantes Romero y Alejandro Cuetos Menéndez
