Risultati del Progetto FFC 9/2005

Progetto FFC 9/2005
Studio dei Sistemi di Quorum Sensing di Pseudomonas aeruginosa e Burkolderia cepacia complex

Studies of the Quorum Sensing Systems of Pseudomonas aeruginosa and Burkolderia cepacia complex

Responsabile: Vittorio Venturi (Centro Internazionale per l'Ingegneria Genetica e Biotecnologie, ICGEB-Trieste)
Durata: due anni.
Finanziamento: euro 50.000
Adozione: totale Delegazione FFC Vicenza (€ 50.000)

I batteri dannosi in FC comunicano tra loro, producono una cittadella difensiva, il biofilm

Premesse:l'originalità della ricerca consiste nell'utilizzare come modello di studio ceppi di batteri della specie Pseudomonas e Burkholderia conosciuti perché capaci di colonizzare in maniera benevola o patogena i vegetali (la pianta del riso, i semi di pomodoro). Queste specie stanno assumendo crescente importanza, infatti sono state recentemente isolate anche da campioni provenienti da malati FC. Rappresentano quindi non solo una fonte teorica di conoscenze trasferibili ai ceppi più diffusi fra i malati, ma anche un'area necessaria di ricerca in base ai riscontri clinici.

Obiettivi:conoscere la modalità di comunicazione che esiste in due generi di batteri: Pseudomonas aeruginosa e Burkolderia cepacia complex; è questa possibilità di comunicare e di "sentirsi", chiamata "Quorum Sensing" che permette loro di crescere, aggregarsi in colonie, prendere il sopravvento su altri batteri, produrre un biofilm che li avvolge e li difende dagli antibiotici.

Risultati:i modelli dei batteri vegetali, in precedenza scarsamente utilizzati, si sono dimostrati una valida risorsa per la ricerca. Il sistema del "quorum sensing" fra i batteri Pseudomonas aeruginosa e Burkolderia cepacia è stato approfonditamente esplorato. Sono state acquisite conoscenze fondamentali: identificate le "molecole segnale" su cui si fonda la capacità dei batteri di sentirsi; identificati i geni responsabili della loro aggressività, in particolare per un ceppo di Burkolderia che induce malattia nella pianta del riso. E' stata scoperta una proteina in grado di bloccare il sistema del quorum sensing di Pseudomonas aeruginosa attraverso il blocco della sintesi delle molecole segnale. Della struttura di questa proteina è stato realizzato un modello virtuale che ha permesso di capire quali siano gli aminoacidi componenti chiave della sua attività, confermati in esperimenti in vitro e in vivo. Un'altra proteina con simile funzione è stata scoperta anche nella specie Pseudomonas putida.

Pubblicazioni

- Rampioni G. et al. "The Quorum sensing negative regulator RsaL of Pseudomonas Aeruginosa binds to the lasI Promoter" Journal of Bacteriology (2006), vol. 188, No. 2, pp. 815-819.

- Rampioni et all "Rsal provides quorum sensing homeostasis and function as a global regulator of gene expression in Pseudomonas aeruginosa". Mol Microbiol 2007 Dic; 66(6) :1557-65

- Licciardello G et all "Pseudomonas corrugata contains a conserved N-acyl homoserine lactone quorum sensing system; its role in thomato pathogenicity and tobacco hypersensitivity response". FEMS Microbiol Ecol 2007 Aug; 61(2):222-34

- Devescovi G et all "Involvement of a quorum-sensing-regulated lipases excreted by a clinical isolate of a Burkholderia glumae in severe disease symptoms in rice". Appl Environ Microbiol 2007 Aug ; 73(15) :4950-8

- Massa C et all "Isolation, heterologous expression and characterization of an endo-polygalcturonase produced by the phytopathogen Burkholderia cepacia". Protein Expr Purif 2007Aug; 54(2):300-8

- Bertani I et al "The Pseudomonas putida Lon protease is involved in N-acyl homoserine lactone quorum sensing regulation" BMC Microbiol 2007 Jul 26; 7:71

- Degrassi G et all "Oryza sativa rice plants contain molecules that activate different quorum sensing N-acyl homoserine lactone biosensors and are sensitive to the specific AiiA lactonase." FEMS Microbiol Lett 2007 Apr; 269 (2):213-20

- Rampioni G et all "The Pseudomonas quorum-sensing regulator RsaL belongs to the tetrahelical superclass of H-T-H proteins" Bacteriol 2007 Mar; 189(5):1922-30

- Solis R et all "Involvement of quorum sensing and RpoS in rice seedling caused by Burkholderia plantarii" FEMS Microbiol Lett 2006 Jun 259(1):106-12

- Steindler L et all "Detection of quorum sensing N-acyl homoserine lactone signal molecules by bacterial biosensors" FEMS Microbiol Lett 2007 Jan ; 266 (1):1-9