Relationship between the SOS system and the chemoreceptors clustering in Salmonella enterica sv. Typhimurium

Field: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Life Sciences)

La proteina RecA es coneguda per ser la principal recombinasa bacteriana I tambe l’activador del sistema SOS. RecA no nomes s’associa amb processos de reparacio del DNA sino que tambe esta relacionada amb altres funcions com ara el control d’integrons, la transferencia de resistencies antibiotiques i d’elements de virulencia o la induccio de profags. A mes, en els ultims anys s’ha associat a la proteina RecA un nou paper com a modulador del moviment en eixam o swarming a E. Coli i a S. Typhimurium. A dia d’avui, es coneix que tant la deficiencia com l’exces de RecA causen una disminucio drastica de la capacitat de desplacar-se mitjancant swarming. Tambe es coneix que, en una soca de S. Typhimurium que sobreexpressa recA i que per tant es incapac de desplacar-se per swarming, aquest moviment es pot recuperar a traves de l’expressio concomitant del gen cheW, indicant que in vivo aquestes dues proteines poden estar relacionades. A mes, hi ha evidencies experimentals de la interaccio entre les proteines RecA i CheW in vitro. El gen cheW es un dels gens que componen el nucli de l’aparell de quimiotaxi. El seu producte, la proteina CheW, es la encarregada de l’acoblament entre la proteina CheA (una histidina quinasa) i els trimers de dimers de quimioreceptors formant la unitat de senyalitzacio basica per la quimiotaxi. Es coneix que diverses unitats de senyalitzacio son capaces d’agregar als pols de la cel·lula donant lloc a una estructura macromolecular coneguda com a clusters de quimioreceptors que, a part de tenir un paper en la transduccio de la senyal quimiotactica, son necessaris per el moviment en swarming. De fet, mutants de E. Coli que sobreexpressen o presenten deficiencies en el gen cheW presenten tambe una estructuracio aberrant dels clusters de quimioreceptors, fet que s’ha relacionat amb els defectes en la quimiotaxis i el swarming tambe observats en aquestes cel·lules. El mecanisme molecular a traves del qual els sistema SOS, i mes concretament RecA, modula el moviment per swarming encara es desconeix. De tota manera, hi ha suficients evidencies que apunten a una connexio entre el sistema SOS i el sistema de quimiotaxi a traves de la interaccio entre les proteines RecA i CheW. Per aixo, el principal objectiu d’aquest treball es aclarir el paper del sistema SOS, i de la proteina RecA, en el moviment per swarming de S. Typhimurium. Els resultats presentats en aquest treball demostren que les proteines RecA i CheW de S. Typhimurium son capaces d’interaccionar tant in vivo com in vitro. A mes, tambe es demostra la tenir una estequiometria concreta entre aquestes dues proteines constitueix un factor clau a la hora de desplacar-se per swarming. El mecanisme molecular que permet al sistema SOS controlar la motilitat per swarming encara no ha pogut ser descobert pero en aquest treball es demostra que soques de S. Typhimurium que sobreexpressen recA i mutants deficients en el mateix gen presenten severes deficiencies en l’estructuracio dels clusters polars de quimioreceptors. En conclusio, el present treball clarifica la relacio existent entre el sistema SOS i els sistema de quimiotaxi a S. Typhimurium a traves de la interaccio entre les proteines RecA i CheW. Malgrat la demostracio de que la variacio de la concentracio cel·lular de RecA a les cel·lules ocasiona defectes en l’estructuracio dels clusters de quimioreceptors, el mecanisme molecular que permet la regulacio del swarming a traves de RecA encara no s’ha establert. En aquest treball, s’hipotetitza que RecA afecta el proces de formacio de clusters de quimoreceptors a S. Typhimurium i que l’impediment de formar aquests clusters correctament es el motiu principal per el qual els mutants recA presenten defectes en el moviment per swarming.