Análise genômica comparativa do sistema de secreção do tipo III de endófitos do gênero Herbaspirillum

Abstract

Resumo : Proteínas extracelulares promovem a virulência de patógenos bacterianos em animais e plantas, e as proteínas efetoras injetadas nas células do hospedeiro pelo Sistema de Secreção do Tipo III (TTSS) são particularmente importantes na virulência de fitopatógenos Gram-negativos. Este sistema utiliza uma maquinaria altamente conservada para translocar proteínas através do envelope bacteriano e uma maquinaria mais variável para translocar proteínas através de barreiras do hospedeiro, como a parede celular vegetal e a membrana plasmática. Os genes codificadores deste sistema de secreção, hrp e hrc, são encontrados agrupados nos organismos em que foram descritos. Os genes hrp e hrc de patógenos vegetais são necessários para causar doenças em plantas sensíveis e induzir uma resposta de hipersensibilidade de defesa em plantas resistentes. Genes homólogos aos genes hrp foram identificados em Herbaspirillum seropedicae e em Herbaspirillum rubrisubalbicans. O gênero Herbaspirillum pertence à Classe ß do Filo Proteobacteria. Estes microrganismos são diazotróficos endofíticos e associam-se com várias plantas de interesse econômico, como milho, arroz, sorgo, trigo, e canade-açúcar. H. rubrisubalbicans causa a doença da estria mosqueada em variedades de cana-de-açúcar e estrias vermelhas em variedades de sorgo. Entretanto, a inoculação de H. seropedicae nestas plantas não produziu sintomas da doença, pelo contrário, promoveu o desenvolvimento do vegetal e aumento de produtividade. Desta forma, comparações estruturais e funcionais das seqüências genômicas desses organismos devem permitir uma melhor compreensão da associação endofítica e mecanismo de patogenicidade. O cluster hrp/hrc destes organismos apresenta semelhanças na organização gênica e conteúdo protéico codificado. A regulação deste cluster em H. seropedicae parece ocorrer em dois estágios, em que a proteína HrpG percebe mudanças ambientais e ativa a transcrição de HrpL, uma subunidade sigma da RNA polimerase, que por sua vez promove a transcrição dos genes hrp. Em H. rubrisubalbicans, o gene codificador para HrpL não foi identificado, sugerindo que a proteína HrpG ativaria outro promotor global de transcrição. Além disso, em H. seropedicae não foram identificados genes codificantes para proteínas secretadas via TTSS. A presença destes em H. rubrisubalbicans sugere sua participação no caráter fitopatogênico desta bactéria. A construção de mutantes hrpde H. rubrisubalbicans possibilitará a determinação do fenótipo desta bactéria sem um TTSS funcional. Visando identificar outras diferenças gênicas entre H. rubrisubalbicans e H. seropedicae, uma biblioteca subtrativa, contendo segmentos de DNA de H. rubrisubalbicans ausentes em H. seropedicae, foi seqüenciada e analisada, revelando a presença de elementos de transposição, seqüências sem homologia, reguladores transcricionais, genes codificadores para proteínas de transporte, entre outros. O nocaute destas seqüências identificadas permitirá determinar suas funções e importância para H. rubrisubalbicans.