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Origem e seleção de mutantes

Processo: 21/00610-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2021 - 31 de julho de 2023
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Beny Spira
Beneficiário:Beny Spira
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Escherichia coli  Taxa de mutação  Genética bacteriana 

Resumo

Mutações são definidas com alterações hereditárias na sequência de pares de base de um genoma. A frequência com que mutantes surgem em uma população varia de acordo com diversos fatores, entre eles, a espécie do organismo, o locus da mutação, ganho ou perda de aptidão, presença/expressão de genes de reparo de DNA eoutros elementos. Em Escherichia coli, mutações PHO-constitutivas ocorrem majoritariamente no operon pst. Essas mutações causam a perda de função do sistema PstSCAB de transporte de fosfato, resultando na expressão constitutiva de todos os genes do regulon PHO. Este regulon compreende dezenas de genes envolvidos na captaçãoe assimilação de fontes de fósforo em microrganismos. mutantes PHO-constitutivossão selecionados em meio de cultura contendo glicerol-2-fosfato (G2P) como fonte de carbono. E. coli selvagem não consegue captar e metabolizar G2P. Já o mutantes PHO-constitutivo expressa altos níveis de fosfatase alcalina no periplasma, que, por sua vez, hidrolisa G2P e libera glicerol, que difunde-se facilmente, permitindo o crescimentoda bactéria no meio seletivo. Foi recentemente demonstrado em nosso laboratório que mutações no operon pst são bastante frequentes, mas devido à competição dos mutantes com as bactérias selvagens ancestrais pelo glicerol produzido, apenas uma porcentagem minúscula dosmutantes PHO-constitutivos efetivamente cresce no meio de seleção e forma colônias.Este fenômeno pode ser caracterizado como uma "tragédia dos comuns", na qual a grande maioria dos mutantes, e a totalidade das bactérias selvagens não conseguem crescer. No presente projeto, exploraremos diversos fenômenos relacionados aos mutantes PHO-constitutivos, tais como a caracterização molecular destes mutantes, a sua aptidão (fitness), a prevalência deles em isolados naturais de E. coli, instabilidade genética e outros. Será também explorado o efeito da densidade populacional sobre a frequência de mutantes em outros sistemas mutacionais. (AU)

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