UPCII M Microbiologia Teórica 20-21 2º Ano 2013/2014

Sumário Capítulo XVII. Microbioma oral Alterações da expressão genética bacteriana em resposta às necessidades de colonização da cavidade oral Comunicação entre Microrganismos Mecanismos de comunicação Autoindutores tipo I Autoindutores tipo II Pequenos péptidos Transformação genética e “Competence Stimulating Peptides” Lantibióticos Comunicação por “contacto” Adesinas e receptores T20-21 MJC 30-10-2013

Espaço Variações Tempo Ecossistema oral Espaço Alterações Fenótipo microbiano Temperatura pH Redox Nutrientes Outras bactérias Variações Tempo T20-21 MJC 30-10-2013

Regulação da expressão genética Percepção da alteração Alterações Fenótipo microbiano Mecanismo de alteração do fenótipo Regulação da expressão genética T20-21 MJC 30-10-2013

Crescimento em biofilme Em bactérias Regulação da expressão genética é essencialmente ao nível da transcrição Como? Factores de transcrição Lembram-se o que são? Podem depender de ligandos Podem depender de fosforilação Repressores Activadores Cascatas de sinalização Crescimento em biofilme T20-21 MJC 30-10-2013

Factores de transcrição em bactérias Podem depender de ligandos Podem depender de fosforilação Repressores Activadores T20-21 MJC 30-10-2013

Ainda se lembram o que é um factor de transcrição? T20-21 MJC 30-10-2013

Exemplo de um factor de transcrição de E.coli Elemento regulador da resposta (OmpR) Regula a expressão of genes codificadores de porinas (OmpF e OmpC) Promove transcrição de ompF em condições de baixa osmolaridade e em condições de alta osmolaridade reprime transcrição de ompF e activa transcrição de ompC. A regulação envolve vários locais de ligação a montante dos genes ompF e ompC aos quais OmpR se liga. A fosforilação do OmpR melhora a sua capacidade de ligar DNA. A quantidade de OmpR fosforilado aumenta com a osmolaridade. T20-21 MJC 30-10-2013

Alteração da expressão genética Muitas vezes associada a um estímulo externo: Ligada a “comunicação” entre bactérias Alteração da expressão genética ligada a moléculas cuja [] aumenta consoante o nº de bactérias no ambiente. Envolve sistemas de transdução de sinal T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias Diferente em G+ e G- mas assente em: Produção de uma molécula sinalizadora Existência de receptores para essa molécula Alteração da expressão de genes incluindo os que levam à produção da molécula sinalizadora T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias G+ G- T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias Por contacto directo Por moléculas secretadas para o meio Directamente (AI-1 e AI-2) Depois dos percursores processados (CSP e Lantibióticos) Determinam expressão de: Factores de virulência Competência Conjugação Produção de antibióticos Mobilidade Esporulação Formação do biofilme Chapter 39, Figure 4 Structure of a polymicrobial biofilm Essentials of Glycobiology Second Edition T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias por AI-1 AHL (Acyl-Homoserine Lactone) Comunicação intra específica Mais de 70 G- Ainda não foi descrita em bactérias orais T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias por AI-2 dihidroxil pentanediona Também identificada na sinalização de Proteases de P.gingivalis Leucotoxina de A.actinomycemcomitans Metabolismo de açucar S.gordonii Comunicação inter- específica AI-2 de A.actinomycemcomitans activa genes de P. gingivalis Vibrio harveyi Em que diferem AI-1 e AI-2? T20-21 MJC 30-10-2013

Bactérias produtoras de AI-2 T20-21 MJC 30-10-2013

Funções controladas por AI-2 T20-21 MJC 30-10-2013

Comunicação entre bactérias G(+) (CSPs) Péptidos secretados Sistema de detecção baseado em cinases membranares (two component system) Comunicação intra- específica Identificada em vários Streptococci orais T20-21 MJC 30-10-2013

Sistemas de transdução do sinal H1 proteína transmembranar autofosforilável Fosfato libertado passa ao elemento de resposta D Elemento de resposta funciona como factor de transcrição. 30-10-2013 T20-21 MJC

Streptococci orais e transformação O que é transformação? Vantagens? Que células fazem transformação? Competência Induzida por CSPs T20-21 MJC 30-10-2013

De forma mais completa T20-21 MJC 30-10-2013

Efeito de mutações no gene comC Quorum sensing e biofilme T20-21 MJC 30-10-2013

CSPs em Streptococci orais T20-21 MJC 30-10-2013

Quorum sensing em bactérias orais T20-21 MJC 30-10-2013

Quorum sensing e factores de virulência - Staph aureus T20-21 MJC 30-10-2013

Quorum sensing e factores de virulência – Bacillus cereus T20-21 MJC 30-10-2013

Quorum sensing e factores de virulência – Pseudomonas aeruginosa T20-21 MJC 30-10-2013

Quorum sensing e factores de virulência – Vibrio Cholerae T20-21 MJC 30-10-2013

Interferência com mecanismos de quorum sensing Remoção ou inactivação das moléculas sinalizadoras Por outras bactérias (S. typhimurium e E. coli) Pelo hospedeiro T20-21 MJC 30-10-2013

Interferência com mecanismos de quorum sensing Remoção ou inactivação das moléculas sinalizadoras Por outras bactérias (S. typhimurium e E. coli) Pelo hospedeiro T20-21 MJC 30-10-2013

Interferência com mecanismos de quorum sensing T20-21 MJC 30-10-2013

Interferência com mecanismos de quorum sensing Pseudomonas aeruginosa T20-21 MJC 30-10-2013

Interferência com mecanismos de quorum sensing T20-21 MJC 30-10-2013

Outra comunicação inter-específica Há autores que consideram a coagregação uma forma de comunicação bacteriana DL1= Strep. gordonii HI e 34=Strep oralis A-F= Actinomyces T20-21 MJC 30-10-2013

Que consequências podem ter as descobertas descritas? Onde podemos intervir? Que intervenções? T20-21 MJC 30-10-2013

Bibliografia Capítulo 5 Artigos da pasta do molar: Quorum sensing T20-21 MJC 30-10-2013