Investigaciones financiadas por la Unión Europea (OpenAire) - Europar Batasunak finantzatutako ikerketak (OpenAire)

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http://hdl.handle.net/2454/24408

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    PublicationOpen Access
    Analysis of the association between polymorphisms in intergenic regions of Staphylococcus aureus genes involved in biofilm formation and periprosthetic joint infections
    (2022) Morales Laverde, Liliana Andrea; Lasa Uzcudun, Íñigo; Solano Goñi, Cristina; Ciencias de la Salud; Osasun Zientziak
    In this thesis, we have focused on studying variants found in IGRs adjacent to the most important genes involved in S. aureus biofilm formation; the icaADBCR locus, and the genes encoding the family of surface adhesins. For this purpose, we sequenced the whole genome of a collection of 71 S. aureus isolates from periprosthetic joint infections (PJI) and wound infections stored at the Clinical Bacteriological Laboratory of the Sahlgrenska University Hospital and at the Culture Collection University of Gothenburg (CCUG), respectively. In the first chapter, we explored the regulatory regions of the icaADBCR locus to identify patterns that might be associated with an increased capacity of the isolates to produce PIA/PNAG and form a biofilm. This study compared the regulatory regions of the icaADBCR locus in the genomes of PJI and wound isolates with those in the genome of the reference strain MW2. From these analyses, strains were grouped based on the SNPs found in the IGRs of the operon and also within the coding region of the transcriptional regulator IcaR. These regions showed high conservation rates, and no pattern associated with the origin of the isolates, either PJI or wounds, was detected. On the other hand, using transcriptional fusions between the regulatory region of the icaADBCR locus and the green fluorescent protein gene (gfp), we demonstrated that the expression of icaADBC genes was not affected by the presence of variations in IGRs. Notably, a SNP within the coding region of icaR, which results in an amino acid change in the transcriptional repressor IcaR V176E, led to a significant increase in the transcription of the icaADBC operon and the production of PIA/PNAG. Using a Galleria mellonella infection model, we were able to demonstrate a significant reduction in S. aureus virulence associated with the increase in PIA/PNAG production. In the second chapter, we focused on analyzing the association between SNPs in the promoter regions of genes encoding adhesion-related proteins with adhesins expression levels and therefore, the ability of the strain to adhere to medical devices. Genome analyses of PJI and wound isolates showed different profiles in the content of adhesin-encoding genes. Some of these, such as sasG and cna, were lineage-associated, and fifteen genes were present in the whole collection of strains. When the variability in the SNPs contained in regulatory regions that control the expression of each adhesin was investigated, different variation rates were found among the isolates. Following the same approach as in chapter I, based on transcriptional fusions between regulatory regions and the gfp gene, results showed that each genetic lineage contained a specific profile of adhesins expression under the same environmental condition. Moreover, we developed a biomaterial-associated murine infection model together with a metagenomic analysis to simultaneously compare the capacity of different S. aureus isolates to colonize medical implants. In summary, our results evidenced that SNPs in the IGRs flanking the genes encoding factors important for biofilm development may contribute to the generation of variability in the capacity of S. aureus to colonize medical implants. In particular, our results revealed that IGRs controlling the expression of the icaADBC locus and production of the PIA/PNAG exopolysaccharide are highly conserved and that very few silent SNPs can be detected between strains. On the contrary, SNPs in the IGRs of genes encoding surface adhesins provide a profile of proteins expression that is specific for each S. aureus clonal complex (CC). Altogether, these studies emphasize the importance of investigating the potential impact of SNPs inside IGRs on gene expression and specific bacterial traits, such as pathogen colonization success.
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    PublicationEmbargo
    Isolation of a new Tuber borchii strain and characterization of its transcriptomics and volatile compounds profile in vitro cultures
    (2024) Chuina Tomazeli, Emilia; Pisabarro de Lucas, Gerardo; Salman, Hesham; Ciencias de la Salud; Osasun Zientziak; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua
    Esta tesis doctoral describe el aislamiento, caracterización transcriptómica y compuestos volátiles de una nueva cepa de T. borchii obtenida a partir de un aislado natural. Establecer cultivos de trufas axénicas es una tarea desafiante y rara vez se logra. Sin embargo, tener acceso a diversas cepas es fundamental para avanzar en los estudios de biología molecular y establecer simbiosis micorrízica en estas especies. En este estudio, se realizó un análisis de transcriptoma del micelio vegetativo de T. borchii cultivado en diferentes sustratos en cultivos sumergidos. Nuestro objetivo no era comparar comportamientos en varios medios, sino establecer una comprensión fundamental del comportamiento de T. borchii en cultivos axénicos. En este contexto, la investigación se centró en genes que codifican enzimas integrales de las vías metabólicas centrales (que comprenden la glucólisis, el ciclo del TCA, el ciclo del glioxilato y la cadena respiratoria), genes afiliados a categorías de metabolitos secundarios y genes que gobiernan la generación de compuestos aromáticos volátiles. Además, realizamos un time course del crecimiento del micelio de T. borchii, identificando compuestos volátiles en diferentes tiempos y condiciones de cultivo. También se realizó una evaluación sensorial del micelio. La tesis también abarcó un segmento industrial, donde se probaron tecnologías para la conservación prolongada del micelio. Más allá de la delimitación de nuevas cepas, los análisis transcriptómicos insinúan que, incluso en condiciones aeróbicas con una expresión genética mínima vinculada a la cadena de transporte de electrones, T. borchii exhibe una mayor síntesis de alcohol deshidrogenasas y quinasas a nivel de sustrato. En particular, también se observó la expresión de genes de desintoxicación contra especies reactivas de oxígeno (ROS).
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    PublicationEmbargo
    New functions for Cyt proteins and sporulation determinants in Bacillus thuringiensis
    (2023) Lai, Liliana; Caballero Murillo, Primitivo; Caballero Sánchez, Carlos; Agronomía, Biotecnología y Alimentación; Agronomia, Bioteknologia eta Elikadura
    En este estudio, primero nos centramos a encontrar nuevas proteínas insecticidas y factores sinérgicos con actividad contra larvas de A. albopictus. Nuestro primer objetivo, fue caracterizar la actividad individual de las proteínas del cristal Cyt1Aa, Cry4Aa, Cry4Ba y Cry11Aa contra A. albopictus y encontrar nuevas proteínas que contribuyesen a diversificar los ingredientes activos basados en Bt actualmente disponibles. Uno de nuestros resultados nos permitió encontrar y caracterizar una nueva proteína Cyt1A-like, que aumentaba la actividad de Cry11Aa más de 10 veces y activaba a tres proteínas nuevas Cry53-like, Cry56Alike y Tpp36-like que no eran tóxicas por sí solas. Estos resultados posicionaron a las proteínas Cyt como facilitadores de la actividad de proteínas cristalinas que, de otro modo, no resultaban tóxicas. Como segundo objetivo, nos centramos en comprender el vínculo entre la esporulación y la formación de cristales en Bt. En la literatura, se describe extensamente cómo se acoplan ambos procesos están estrechamente relacionados. Sin embargo, la mayoría de dichos estudios suelen girar en torno a reguladores generales de la esporulación que, además, son críticos para la expresión de proteínas cristalinas. En este caso, nuestro objetivo fue encontrar determinantes de esporulación que fueran críticos para la generación de las esporas, pero prescindibles para la formación de los cristales. A través de una estrategia de mutagénesis aleatoria, descubrimos un gen esencial para la esporulación, spoIIIAA, que no afectaba a la producción del cristal. El transcriptoma del mutante spoIIIAA reveló que varios genes de la esporulación, así como una hidrolasa de la pared celular se encontraban afectados en su expresión. Además, varios factores de virulencia se encontraron sobre expresados, sin embargo, los genes de la proteína cristalina mantuvieron sus niveles de expresión sin cambios. Finalmente, reproducimos la misma mutación, mediante mutagénesis dirigida, en la cepa AM 65-52. Tanto la cepa parental como el mutante asporígeno derivado conservaron la capacidad de producir cristales activos contra las larvas de Aedes aegypti y A. albopictus. En resumen, en este trabajo proporcionamos nuevos conocimientos sobre las proteínas del cristal con actividad frente a mosquitos, especialmente las proteínas Cyt y su capacidad para habilitar la actividad de proteínas que, de otro modo, no serían tóxicas. Análogamente, se presentan resultados que posicionan a SpoIIIAA como un regulador crítico de la esporulación que no afecta a la expresión de las proteínas cristalinas.