Genes de adaptación localizados en el plásmido pUM505 de Pseudomonas aeruginosa
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Palabras clave

Pseudomonas
plásmidos
virulencia
quinolonas

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Ramirez Diaz, M. I., Cervantes, C., & Cervantes, C. (2015). Genes de adaptación localizados en el plásmido pUM505 de Pseudomonas aeruginosa. Ciencia Nicolaita, (64), 8–21. https://doi.org/10.35830/cn.vi64.202

Resumen

En bacterias, la transferencia horizontal de genes es mediada por elementos móviles como plásmidos y transposones. El plásmido conjugativo pUM505 fue aislado de una cepa clínica de Pseudomonas aeruginosa y confiere resistencia a cromato y mercurio. La secuenciación y el análisis de la secuencia del plásmido pUM505, determinó que este replicón contiene 138 regiones codificantes. pUM505 presenta dos regiones bien definidas, la primera corresponde a una isla genómica (IG) de ~31 kilobases (kb), la cual posee los genes de resistencia a cromato y mercurio, y la segunda región, de ~67 kb, corresponde a una isla genómica de patogenicidad (PAI). Esta isla, además de contener los genes de replicación del DNA y de la transferencia conjugativa, posee genes probablemente involucrados en virulencia como, virB4/virD4, y genes homólogos a los de la PAI de P. aeruginosa PA14, una cepa altamente virulenta. Adicionalmente, pUM505 posee genes probablemente involucrados en la tolerancia al estrés oxidativo como umuD, umuC y pdi, así como genes aún no identificados de resistencia a antibióticos. Con el propósito de establecer la participación de los variados genes de adaptación que posee pUM505, primeramente se realizó la construcción de un banco de clonas y un banco de mutantes para la identificación de genes de virulencia y de resistencia a quinolonas, respectivamente. Además, se está analizando la funcionalidad de los genes de tolerancia a estrés oxidativo por clonación y transferencia a cepas de P. aeruginosa sensibles a compuestos generadores de especies reactivas de oxígeno. El propósito de este trabajo es dar una descripción de las características genéticas del plásmido pUM505, así como los avances y el enfoque actual que se emplea para el estudio de este plásmido, lo que permitirá entender el papel de los genes de adaptación que posee en la prevalencia y evolución de las bacterias que lo posean.
https://doi.org/10.35830/cn.vi64.202
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Acosta-Navarrete YM, León-Márquez YL, Salinas-Herrera K, Jácome-Galarza IE, Meza-Carmen V, Ramírez-Díaz MI, Cervantes C. 2014. Expression of the six chromate ion transporter homologues of Burkholderia xenovorans LB400. Microbiol. 160:287-295.

Aguilar-Barajas E, Paluscio E, Cervantes C, Rensing C. 2008. Expression of chromate resistance genes from Shewanella sp. strain ANA-3 in Escherichia coli. FEMS Microbiol. Lett. 285:97-100.

Aguilar-Barajas E, Jerónimo-Rodríguez P, Ramírez-Díaz MI, Rensing C, Cervantes C. 2012. The ChrA homologue from a sulfur-regulated gene cluster in cyanobacterial plasmid pANL confers chromate resistance. World J. Microbiol. Biotechnol. 28:865-869.

Aguilar-Barajas E, Jacobo-Arreola S, Verduzco-Rosas LA, Jiménez-Mejía R, Ramírez-Díaz MI, Julián-Sánchez A, Riveros-Rosas H, Cervantes C. 2013. An Lrp-type transcriptional regulator controls expression of the Bacillus subtilis chromate transporter. Antonie Van Leeuwenhoek. 104:941-948.

Alvarez AH, Moreno-Sánchez R, Cervantes C. 1999. Chromate efflux by means of the ChrA chromate resistance protein from Pseudomonas aeruginosa. J. Bacteriol. 181:7398-7400.

Barkay, T, Miller, SM, Summers, AO. 2003. Bacterial mercury resistance from atoms to ecosystems. FEMS Microbiol. Rev. 27: 355-384.

Battle SE, Meyer F, Rello J, Kung VL, Hauser AR. 2008. Hybrid pathogenicity island PAGI-5 contributes to the highly virulent phenotype of a Pseudomonas aeruginosa isolate in mammals. J. Bacteriol. 190:7130-7140.

Branco, R, Chung, AP, Johnston, T, Gurel, V, Morais, P, Zhitkovich, A 2008. The chromate-inducible chrBACF operon from the transposable element TnOtChr confers resistance to chromium(VI) and superoxide. J. Bacteriol. 190:6996-7003.

Cambau E, Perani E, Dib C, Petinon C, Trias J, Jarlier V. 1995. Role of mutations in DNA gyrase genes in ciprofloxacin resistance of Pseudomonas aeruginosa susceptible or resistant to imipenem. Antimicrob. Agents Chemother. 39:2248-2252.

Cervantes C. y Ohtake H. 1988. Plasmid-determined resistance to chromate in Pseudomonas aeruginosa. FEMS Microbiol. Lett. 56:173-176.

Díaz-Magaña A, Aguilar-Barajas E, Moreno-Sánchez R, Ramírez-Díaz MI, Riveros-Rosas H, Vargas E, Cervantes C. 2009. Short-chain chromate ion transporter proteins from Bacillus subtilis confer chromate resistance in Escherichia coli. J. Bacteriol. 191:5441-5445.

Díaz-Pérez C, Cervantes C, Campos-García J, Julián-Sánchez A, Riveros-Rosas H. 2007. Phylogenetic analysis of the chromate ion transporter (CHR) superfamily. FEBS J. 274:6215-6227.

Ferentz AE, Walker GC, Wagner G. 2001. Converting a DNA damage checkpoint effector (UmuD2C) into a lesion bypass polymerase (UmuD′2C). EMBO J. 20:4287–4298.

Fernández de Henestrosa AR, Cuñé J, Mazón G, Dubbels B, Bazylinski DA, Barbé J. 2003. Characterization of a new LexA binding motif in the marine magnetotactic bacterium strain MC-1. J. Bacteriol. 185: 4471–4482.

Haynes CM, Titus EA, Cooper AA. 2004. Degradation of misfolded proteins prevents ER-derived oxidative stress and cell death. Mol. Cell. 10:767-776.

He J, Baldini RL, Déziel E, Saucier M, Zhang Q, Liberati NT, Lee D, Urbach J, Goodman HM, Rahme LG. 2004. The broad host range pathogen Pseudomonas aeruginosa strain PA14 carries two pathogenicity islands harboring plant and animal virulence genes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101:2530-2535.

Johnson TJ, Wannemuehler YM, Johnson SJ, Logue CM, White DG, Doetkott C, Nolan LK. 2007. Plasmid replicon typing of commensal and pathogenic Escherichia coli isolates. Appl. Environ. Microbiol. 73:1976–1983.

Juhas M, Crook DW, Hood DW. 2008. Type IV secretion systems: tools of bacterial horizontal gene transfer and virulence. Cell. Microbiol. 10:2377-2386.

Juhnke, S, Peitzsch, N, Hubener, N, Grobe, C, Nies, DH. 2002. New genes involved in chromate resistance in Ralstonia metallidurans strain CH34. Arch. Microbiol. 179:15-25.

Kiyono, M, Sone, Y, Nakamura, R, Pan-Hou, H, Sakabe, K. 2009. The MerE protein encoded by transposon Tn21 is a broad mercury transporter in Escherichia coli. FEBS Lett. 583: 1127-1131.

Klockgether J, Reva O, Larbig K, Tümmler B. 2007. Diversity of the abundant pKLC102/PAGI-2 family of genomic islands in Pseudomonas aeruginosa. J. Bacteriol. 189:2443-2459.

Lee DG, Urbach JM, Wu G, Liberati NT, Feinbaum RL, Miyata S, Diggins LT, He J, Saucier M, Déziel E, Friedman L, Li L, Grills G, Montgomery K, Kucherlapati R, Rahme LG, Ausubel FM. 2006. Genomic analysis reveals that Pseudomonas aeruginosa virulence is combinatorial. Genome Biol. 7:R90.

Llosa M, Roy C, Dehio C. 2009. Bacterial type IV secretion systems in human disease. Mol. Microbiol. 73:141-151.

Luzzaro F. 2008. Fluoroquinolones and Gram-negative bacteria: antimicrobial activity and mechanisms of resistance. Infez. Med. 2:5-11.

Missiakas D, Georgopoulos C, Raina S. 1994. The Escherichia coli dsbC (xprA) gene encodes a periplasmic protein involved in disulfide bond formation. EMBO J. 13:2013-2020.

Mostertz J, Scharf C, Hecker M, Homuth G. 2004. Transcriptome and proteome analysis of Bacillus subtilis gene expression in response to superoxide and peroxide stress. Microbiology 150:497-512.

Navarro Llorens JM, Tormo A, Martínez-García E. 2010. Stationary phase in gram-negative bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 34:476-495.

Poole K. 2011. Pseudomonas aeruginosa: resistance to the max. Front Microbiol. 5:65.

Ramírez-Díaz MI, Díaz-Pérez C, Vargas E, Riveros-Rosas H, Campos-García J,Cervantes C. 2008. Mechanisms of bacterial resistance to chromium compounds. Biometals 21:321-332.

Ramírez-Díaz MI, Díaz-Magaña A, Meza-Carmen V, Johnstone L, Cervantes C, Rensing C. 2011. Nucleotide sequence of Pseudomonas aeruginosa conjugative plasmid pUM505 containing virulence and heavy-metal resistance genes. Plasmid 66:7-18.

Reyes-Gallegos Rosa Isela. 2013. Análisis de la transposición de los determinantes de resistencia a cromato y mercurio del plásmido pUM505. Tesis de licenciatura. Facultad de Químico Farmacobiología. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

Rojas-Rojas FU. 2012. Identificación de genes del plásmido pUM505 involucrados en la resistencia a quinolonas. Tesis de licenciatura. Facultad de Químico Farmacobiología. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

Schurek KN, Breidenstein EBM, Hancock REW. 2012. Pseudomonas aeruginosa: a persistent pathogen in cystic fibrosis and hospital-associated infections. In: ntibiotic Discovery and Development. Dougherty TJ and Pucci MJ Eds. NY. p1127.

Simonson CS, Kokjohn TA, Miller RV. 1990. Inducible UV repair potential of Pseudomonas aeruginosa PAO1. J. Gen. Microbiol. 136:1241-1249.

Tian G, Kober FX, Lewandrowski U, Sickmann A, Lennarz WJ, Schindelin H. 2008. The catalytic activity of protein-disulfide isomerase requires a conformationally flexible molecule. J. Biol. Chem. 28:33630–33640.

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