Molecular and functional characterization of the chemotactic genes in the PCBs-degrader Pseudomonas pseudoalcaligenes KF707
Caratterizazione molecolare e funzionale dei geni per la chemiotassi nel batterio degradatore di PCBs, Pseudomonas pseudoalcaligenes KF707
Creators: name: Triscari Barberi, Tania <1985>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2013
Subjects: BIO/19 Microbiologia

description: Although bacteria represent the simplest form of life on Earth, they have a great impact on all living beings. For example the degrader bacterium Pseudomonas pseudoalcaligenes KF707 is used in bioremediation procedures for the recovery of polluted sites. Indeed, KF707 strain is know for its ability to degrade biphenyl and polychlorinated biphenyls - to which is chemotactically attracted - and to tolerate the oxydative stress due to toxic metal oxyanions such as tellurite and selenite. Moreover, in bioremediation processes, target compounds can be easily accessible to KF707 through biofilm formation. All these considerations suggest that KF707 is such a unique microorganism and this Thesis work has been focused on determining the molecular nature of some of the peculiar physiological traits of this strain. The genome project provided a large set of informations: putative genes involved in the degradation of aromatic and toxic compounds and associated to stress response were identified. Notably, multiple chemotactic operons and cheA genes  were also found. Deleted mutants in the cheA genes were constructed and their role in motility, chemotaxis and biofilm formation were assessed and compared to those previously attributed to a cheA1 gene in a KF707 mutant constructed by a mini-Tn5 transposon insertion and which was impaired in motility and biofilm development. The results of this present Thesis work, taken together, were interpreted to suggest that in Pseudomonas pseudoalcaligenes  KF707 strain, multiple factors are involved in these networks and they might play different roles depending on the environmental conditions. The ability of KF707 strain to produce signal molecules possibly involved in cell-to-cell communication, was also investigated: lack of a lux-like QS system - which is conversely widely present in Gram negative bacteria – keeps open the question about the actual molecular nature of KF707 quorum sensing mechanism.
description: Sebbene i batteri rappresentino delle forme di vita semplici, essi hanno un grande impatto sulla vita di tutti gli organismi viventi. Batteri come Pseudomomas pseudoalcaligenes KF707, vengono usati per il biorisanamento di aree inquinate. Infatti KF707 ha la capacità di degradare composti tossici quali i bifenili e i poli-cloro-bifenili (ai quali risulta chemotatticamente attratto) ed è capace di mettere in atto meccanismi di difesa allo stress ossidativo procurato da ioni metallici tossici. Inoltre ha anche la capacità di aderire a superfici solide e di crescere come biofilm. Tutte queste caratteristiche fanno di KF707 un microrganismo singolare e pertanto nel presente lavoro di Tesi, sono mostrati i risultati relativi alla caratterizzarione molecolare di alcuni tratti fisiologici tipici del microrganismo. I dati derivanti dall’analisi del genoma hanno fornito informazioni riguardo la presenza di geni codificanti enzimi coinvolti nella degradazione di composti aromatici, geni coinvoli nella risposta allo stress ossidativo ed in particolare la presenza di cluster chemotattici multipli e di tre geni cheA. Mutanti deleti nei nuovi geni cheA (cheA2 e cheA3) sono stati costruiti, con lo scopo di confrontare il loro ruolo nella risposta chemiotattica e nella formazione di biofilm con quello del gene cheA1 che era stato caratterizzato in un mutante privo di motilità e di capacita di sviluppare un biofilm maturo. I risultati suggeriscono che in KF707 il network potrebbe essere molto complesso in quanto i vari componenti di diverse pathways potrebbero interagire e anche essere espressi in diverse condizioni ambientali.
In più è stata valutata anche la capacità, da parte di KF707, di produrre molecole segnale coinvolte nei processi di comunicazione cellulare via quourum sensing e i risultati hanno mostrato che il ceppo non possiede un sistema lux-like tipico dei Gram negativi, aprendo nuove strade da esplorare per la ricerca di un circuito quorum sensing-like in KF707.