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2023-12-28
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ANÁLISE DA EXPRESSÃO GÊNICA DO SISTEMA CRISPRR/CAS EM ISOLADOS CLÍNICOS DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Expressão gênica
Pseudomonas aeruginosa
Infecção Hospitalar
Sistemas CRISPR-Cas
Silva, Julia Mariana Assis da | Date Issued:
2020
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Abstract in Portuguese
O sistema CRISPR/Cas corresponde a um mecanismo adaptativo de defesa, encontrado em arqueas e bactérias, formado por dois elementos principais: as proteínas Cas e um arranjo CRISPR, que é um locus composto por repetições diretas interespaçadas por sequências únicas provenientes de elementos genéticos móveis (espaçadores). Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista, comumente associado a infecções hospitalares, por frequentemente ser resistente a várias classes de antimicrobianos e por produzir biofilme. Sistemas CRISPR/Cas do tipo I, subtipos F e E, já foram encontrados em estudos prévios com este microrganismo. Embora o mecanismo de ação envolvido no processo de imunidade desse sistema seja bem compreendido, a atividade deste sistema nesta espécie, no entanto, ainda não é bem esclarecida. Diante deste cenário, o objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão de genes do sistema CRISPR/Cas em 55 isolados clínicos brasileiros de P. aeruginosa. Dos 50 isolados que possuem o tipo I-F, 76% expressam os dois genes investigados, 22% apenas um dos genes e 2% não apresentaram expressão de nenhum dos genes. Os 7 isolados que possuem o sistema tipo I-E expressaram os genes cas8e e cas7. Analisando a expressão relativa de alguns genes cas em 5 isolados, verificou-se que o sistema apresenta expressão constitutiva, e é ativo preferencialmente sob condições nutricionais ricas. Isolados contendo genes anti-CRISPR em seus genomas apresentaram um padrão de expressão dos genes cas reprimido, quando comparados com um isolado que não possui anti-CRISPR. Uma alteração no perfil de expressão desses genes ao longo do tempo também foi observada, o que sugere o envolvimento dos genes anti-CRISPR no controle regulatório desses genes. A expressão do sistema em isolados contendo fagos e espaçadores alvo pode sugerir uma inatividade, falha, ou brecha, nesse sistema, e demonstram a necessidade de mais estudos funcionais a este respeito em bactérias de interesse clínico.
Abstract
The CRISPR/Cas system represents an adaptive defense mechanism, found in archaea and bacteria, formed by two main elements: Cas proteins, and a CRISPR array, which is a locus composed of direct repeats, interspersed by unique mobile sequences (spacers). Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen, commonly associated with nosocomial infections, as it is frequently resistant to various classes of antimicrobials, and a noteworthy biofilm producer. CRISPR/Cas systems type I, subtypes F and E, have already been described in previous studies for this microorganism. Although the mechanism of action involved in the immunity process of this system is well understood, the activity of this system in this species, however, remains rather unclear. Given this scenario, the objective of this work is to evaluate the expression of genes from the CRISPR/Cas system in Brazilian clinical isolates of P. aeruginosa. Of the 50 isolates that have type I-F, 76% express two of the investigated genes; 22%, only one of the genes; and 2%, do not show expression for any of the tested genes. All isolates that harbor the type I-E system are expressing the cas8e and cas7 genes. Analysing the relative expression of some CRISPR/Cas genes, it was found that the system presents constitutive expression, and is preferably active under rich nutritional conditions. Isolates containing anti-CRISPR genes in their genomes presented a pattern of gene repression when compared to an isolate that does not have anti-CRISPR. A change in the expression profile of these genes over time has also been observed, which might suggest the involvement of antiCRISPR genes in the regulatory control of these genes. The expression of the system in isolates containing phages and target spacers might suggest immune inactivity, failure, or a loophole in this system, and demonstrate the need for further functional studies regarding bacteria of clinical interest.
DeCS
Sistemas CRISPR-CasExpressão gênica
Pseudomonas aeruginosa
Infecção Hospitalar
Sistemas CRISPR-Cas
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