La mayoría de las bacterias pueden pasar de un estilo de vida planctónico móvil a la formación de comunidades sésiles, denominadas biofilms, sobre muchas superficies bióticas y abióticas. De manera similar, las bacterias formadoras de biofilms pueden reintegrarse al modo de vida móvil en respuesta a señales ambientales y/o fisiológicas particulares. La integración en una red reguladora común es esencial para una transición fluida entre estas dos opciones de estilo de vida mutuamente excluyentes. En la bacteria Gram-negativa Pseudomonas putida, el cambio entre los estilos de vida planctónico y biofilm está dirigido por el factor de transcripción FleQ y sus moduladores, FleN y el segundo mensajero di-GMPc. Este sistema tiene la tarea de regular la síntesis de componentes útiles para la vida planctónica (por ejemplo, el sistema flagelar) y la síntesis de factores de adhesión y componentes de la matriz extracelular necesarios para la vida sésil. Además, nuestro trabajo reciente ha destacado un papel importante de las respuestas a estrés mediadas por la alarmona (p) ppGpp y el factor sigma alternativo sigma-S en la regulación de la motilidad flagelar y el crecimiento de biofilm, un territorio en gran parte inexplorado. En este proyecto implementaremos un enfoque experimental y computacional para obtener una comprensión más profunda de los mecanismos fisiológicos y genéticos que operan en las transiciones entre ambos estilos de vida y los determinantes involucrados en el progreso de dichas transiciones. Con este fin, utilizaremos una caja de herramientas de ensayos de expresión génica in vivo e in vitro junto con métodos de interacción proteína-proteína, de microscopía óptica de alta resolución, genómica funcional y biología de sistemas para aclarar la regulación génica y el control espacio-temporal de la síntesis y ensamblaje del sistema flagelar polar, así como la formación y dispersión del biofilm. Además, desarrollaremos sistemas de modelado para la simulación por ordenador con una alta capacidad de predicción de la dinámica del desarrollo de biofilms en función de parámetros fisiológicos y ambientales, incluidas las propiedades físicas de materiales estructurados complejos. Estas estrategias proporcionarán una hoja de ruta de las señales, componentes y mecanismos involucrados en cada una de las etapas de la transición de la vida planctónica al biofilm y viceversa y predicciones claras de las interacciones celulares con el entorno físico.
Código
PID2021-126121NB-I00
Entidad financiadora
Ministerio de Ciencia e Innovación.
Duración
2022-2026
Investigadores principales
Fernando Govantes Romero y Alejandro Cuetos Menéndez
