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Caracterización de la expresión de las micro-proteínas de Staphylococcus aureus

Actualmente, existen metodologías de última generación con las cuales se pueden secuenciar rápida y económicamente los genomas bacterianos. Así, disponemos de gran cantidad de secuencias en las bases de datos, pero la anotación de estos genomas presenta deficiencias, ya que la mayoría de algoritmos no anotan ORFs de menos de 50 codones (en procariotas) si su función es desconocida. Así, no disponemos de información suficiente correspondiente a las mini-proteínas (sORFs), aunque estudios recientes demuestran que algunas cumplen funciones esenciales en las bacterias. Con el fin de identificar y caracterizar la función de las mini-proteínas no anotadas en el genoma de Staphylococcus aureus (una de las bacterias patógenas más importantes en clínica), hemos analizado datos de experimentos RIBO-seq (ribosome profiling, determina los mRNAs expresados in vivo) y proteómica de alta resolución, demostrando la presencia de decenas de mini-proteínas desconocidas en el genoma de S. aureus. En este trabajo, seleccionamos algunas candidatas para validar su expresión mediante fusiones con GFP y la determinación de los niveles de fluorescencia a nivel de células individuales. Además, en algunas de ellas se confirmó su localización en la membrana de la bacteria, mediante fraccionamientos subcelulares y microscopía de fluorescencia. Concretamente, descubrimos que la sOFR10 está en el septo de división celular, y se demostró que su sobreexpresión inhibe el crecimiento de S. aureus, lo que relaciona su función con la división celular. Así, este trabajo sienta las bases para futuras investigaciones orientadas a demostrar la relevancia de las mini-proteínas en S. aureus y otras bacterias.

Nowadays, there are new-generation methodologies with which bacterial genomes can be sequenced quickly and economically. Thus, we have a large number of sequences in the databases, but the annotation of these genomes has deficiencies, since most algorithms don’t annotate ORFs with less than 50 codons (in prokaryotes) if their function is unknown. Thus, we don’t have enough information about the mini-proteins (sORFs), although recent studies show that some of them do essential functions in bacteria. In order to identify and characterize the function of unannotated mini-proteins in the Staphylococcus aureus genome (one of the most important clinical pathogenic bacteria), we have analyzed data from RIBO-seq experiments (ribosome profiling, which determines mRNAs expressed in vivo) and high-resolution proteomics, demonstrating the presence of dozens of unknown mini-proteins in the S. aureus genome. In this report, we select some candidates to validate their expression by fusions with GFP and the determination of fluorescence levels at the level of single cells. In addition, in some of them, their location in the bacterial membrane was confirmed by subcellular fractionation and fluorescence microscopy. Specifically, we discovered that sOFR10 is in the cell division septum, and its overexpression was shown to inhibit the growth of S. aureus, which relates its function to cell division. Thus, this report lays the groundwork for future research aimed at demonstrating the relevance of mini-proteins in S. aureus and other bacteria.