01 - Doutorado - Genética e Biologia Molecular

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Navegando 01 - Doutorado - Genética e Biologia Molecular por Assunto "Bacillus thuringiensis"

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    Análise funcional de proteínas Cry e Vip de Bacillus thuringiensis
    Ricietto, Ana Paula Scaramal; Vilas-Bôas, Gislayne Fernandes Lemes Trindade [Orientador]; Monnerat, Rose; Silva, Everton Ricardi Lozano da; Sartori, Daniele; Neves, Pedro Manoel Oliveira Janeiro
    Resumo: Bacillus thuringiensis é uma bactéria entomopatogênica, gram-positiva e formadora de esporos, pertencente ao grupo do Bacillus cereus que possui atividade inseticida principalmente ligada às proteínas inseticidas Cry, além da produção de outros fatores de virulência como fosfolipases, enterotoxinas, metaloproteases, hemolisinas e citotoxinas Proteínas Cry são produzidas durante a fase de esporulação, enquanto as proteínas Vip são sintetizadas durante o crescimento vegetativo Estas proteínas apresentam modo de ação e interação com receptores de membrana distintos, permitindo o uso de ambas às proteínas para o controle de insetos A revisão desta tese aborda a descrição e o emprego de B thuringiensis no controle biológico de insetos, as principais proteínas entomopatogênicas, interações e modos de ação destas O primeiro artigo relata o uso das toxinas de B thuringiensis no controle de Grapholita molesta e os efeitos antagônicos observados entre Cry e Vip para este inseto No segundo trabalho, a clonagem e expressão de proteínas Vip1Bb3 e Vip2Bb4 são descritos Estas proteínas são toxinas binárias com atividade frente a coleópteros E ao final, uma terceira publicação que analisa o genoma da linhagem de B thuringiensis BR145 A toxicidade desta linhagem foi avaliada para Helicoverpa armigera (LC5 ,294 µgcm-2) e Chrysodeixis includens (LC5 ,277 µgcm-2), importantes pragas agrícolas Os estudos desenvolvidos nesta tese contribuem para melhor compreensão destas proteínas e contribuirão para a contínua utilização destas proteínas nas tecnologias Bt visando um controle mais efetivo de insetos-pragas
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    Diversity and functional analysis of Rap-Phr systems from Bacillus cereus group
    Cardoso, Priscilla de Freitas; Vilas-Bôas, Gislayne Fernandes Lemes Trindade [Orientador]; Lereclus, Didier; Mahillon, Jacques; Pontes, Rose Gomes Monnerat Solon de; Slamti, Leyla; Fazion, Fernanda Aparecida Pires; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Lereclus, Didier [Coorientador]
    Resumo: O grupo Bacillus cereus é formado por oito espécies de bactérias Gram positivas esporulantes que podem colonizar diversos nichos ecológicos As espécies mais importantes do grupo são B cereus, bactéria ubíqua do solo e patógeno oportunista; B thuringiensis, entomopatógeno amplamente utilizado como biopesticida; e B anthracis, agente etiológico do antraz Embora apresentem fenótipos diferentes, essas espécies são próximas geneticamente e seus principais fatores de virulência são codificados por plasmídeos O ciclo infeccioso de B thuringiensis na larva de inseto é regulado pela ativação consecutiva de sistemas de quorum sensing da família RNPP Dentre eles, o sistema Rap-Phr foi amplamente estudado em B subtilis, porém apenas pontualmente explorado nas espécies do grupo B cereus Os sistemas Rap-Phr regulam vários processos fisiológicos bacterianos, inclusive a esporulação O objetivo deste estudo foi analisar os sistemas Rap-Phr no grupo B cereus, com intuito de conhecer sua distribuição, localização e diversidade a fim de obter um panorama desses sistemas neste grupo Além disso, o possível envolvimento desses sistemas no controle do processo de esporulação foi predito com base nos dados estruturais descritos para RapH de B subtilis Genes rap, sempre associados a um gene phr, estão presentes em todas as 49 linhagens estudadas com uma média de seis alelos rap-phr por linhagem e 3% dos sistemas estão localizados em plasmídeos As linhagens de B thuringiensis possuem seis vezes mais sistemas Rap-Phr plasmidiais do que as linhagens de B cereus Ademais, linhagens filogeneticamente próximas apresentam um perfil similar de genes rap-phr Um terço das proteínas Rap foram preditas como inibidoras da esporulação e estas proteínas estão preferencialmente localizadas em plasmídeos e, portanto, em linhagens de B thuringiensis A predição foi parcialmente validada por ensaios de esporulação sugerindo que os resíduos identificados pelo envolvimento na atividade de fosfatase em B subtilis são conservados no grupo B cereus, porém não são suficientes para predizer a função sobre a esporulação Em seguida, o sistema Rap63-Phr63 codificado pelo plasmídeo pAW63 da linhagem B thuringiensis HD73 foi caracterizado A proteína Rap inibe moderadamente a esporulação e retarda a expressão de genes regulados por SpoA Rap63 é inibida por seu peptídeo cognato Phr63, cuja forma madura corresponde à extremidade carboxi-terminal do pro-peptídeo Ensaios de esporulação em larvas de inseto sugerem uma atividade sinérgica dos sistemas Rap63-Phr63 e Rap8-Phr8 (do plasmídeo pHT8_1 da linhagem B thuringiensis HD73) sobre a esporulação Apesar da similaridade entre Phr63 e Phr8 não foi observado cross-talk entre os dois sistemas, confirmando sua especificidade Desta forma, o conjunto dos resultados demonstra a grande diversidade dos sistemas Rap-Phr no grupo B cereus e destaca o impacto de sistemas plasmidiais no desenvolvimento destas bactérias Consequentemente, reforça a importância dos plasmídeos na adaptação e sobrevivência dessas espécies, particularmente em B thuringiensis
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    Role of plasmids of Bacillus cereus group in insect larvae
    Fazion, Fernanda Aparecida Pires; Vilas-Bôas, Gislayne Fernandes Lemes Trindade [Orientador]; Lereclus, Didier; Arantes, Olívia Márcia Nagy; Mahillon, Jacques; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Lereclus, Didier [Coorientador]
    Resumo: Bacillus cereus (Bc) e Bacillus thuringiensis (Bt) são duas espécies bacterianas estritamente relacionadas Bc é uma espécie patogênica causadora de gastroenterites de origem alimentar Bt é uma bactéria entomopatogênica, cujo ciclo de vida em larvas de insetos é controlado por sistemas de quorum sensing, como o sistema Rap-Phr, que regula os processos de esporulação, formação de biofilme e conjugação A presença desses genes em plasmídeos tem sido identificada e, além disso, plasmídeos tem sido envolvidos na adaptação de bactérias a seus nichos ecológicos Com objetivo de compreender o papel dos plasmídeos nessas espécies, dois trabalhos complementares foram realizados Primeiro, larvas de insetos, o nicho ecológico privilegiado de Bt, foram infectadas com linhagens de Bt e Bc possuindo diferente conteúdo plasmidial O fitness foi avaliado com a contagem de células vegetativas e esporos em quatro tempos Linhagens de Bt e Bc foram classificadas em cinco grupos de acordo com o fitness bacteriano Nesses grupos, o plasmídeo afetou o fitness bacteriano positivamente ou negativamente Os resultados desse estudo demonstram que linhagens do grupo do B cereus que recebem um plasmídeo patogênico não é o suficiente para um aumento efetivo da população bacteriana, ie, colonizar o hospedeiro O segundo artigo caracterizou o sistema rap/phr presente no plasmídeo críptico pHT8_1 A proteína Rap8 inibiu o processo de esporulação na larva de inseto Essa proteína foi diretamente inibida pelo peptídeo sinalizador ativo Phr8 O sistema Rap-Phr8_1 permitiu a bactéria exercer um rigoroso controle da esporulação em cadáveres de insetos permitindo a sobrevivência e disseminação Assim, os resultados do segundo trabalho demonstram que plasmídeos podem prover igualmente vantagens para a adaptação e evolução de B thuringiensis em seu nicho ecológico, enquanto que os resultados do primeiro trabalho indicam que linhagens do grupo do B cereus devem possuir um conteúdo genético adequado para apresentar um alto fitness permitindo uma ótima multiplicação e disseminação da poulação bacteriana dentro da larva de insetos