Pseudomonas syringae produz núcleos de gelo biológicos de grande eficiência. Bioaerossóis destas células tem potencial de participar na glaciação de nuvens, podendo influenciar a precipitação. Foram estudadas como as condições as quais P. syringae está sujeita em suspensão na atmosfera afetam sua sobrevivência e sua atividade de nucleação de gelo. Duas cepas foram testadas, e ambas apresentaram baixa tolerância ao UV-C e ao UV-B, mas exibiram uma maior resistência quando expostas a um espectro semelhante ao encontrado no ambiente. A atividade de congelamento de uma das cepas (pv. syringae) não foi afetada pelo UV, enquanto que para a outra (pv. garcae) houve uma redução moderada. Em resposta à dessecação, pv. garcae foi substancialmente mais resistente que pv. syringae. Isto também afetou a nucleação de gelo das cepas. Em ensaios adicionais, estas bactérias foram expostas em um voo de balão estratosférico, e a uma simulação em laboratório das condições no topo da troposfera. Nestes dois experimentos, sobreviventes protegidos do UV foram recuperados. / Pseudomonas syringae produces biological ice nuclei of great efficiency. Bioaerosols of these cells have the potential to take part in cloud glaciation, possibly influencing the precipitation. It was studied how the conditions to which P. syringae is subjected while in suspension in the atmosphere affect its survival and its ice nucleation activity. Two strains were tested, and both showed a low tolerance to UV-C and UV-B, but exhibited a higher resistance when exposed to a spectrum similar to the one found in the environment. The freezing activity of one of the strains (pv. syringae) was not affected by the UV, while that for the other (pv. garcae) there was a moderate reduction. In response to desiccation, pv. garcae was substantially more resistant than pv. syringae. This also affected the ice nucleation by the strains. In additional assays, these bacteria were exposed in a stratospheric balloon flight, and to a laboratory simulation of the conditions at the top of the troposphere. After these two experiments, survivors protected from the UV were recovered.

Biocélulas a combustível são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica por meio da combustão bioeletroquímica de matéria orgânica. Células a combustível microbianas são biocélulas que utilizam microrganismos para metabolizar substratos no compartimento anódico. Entre os diversos microrganismos utilizados, algumas bactérias têm se destacado por apresentarem características de transferência de elétrons altamente eficientes, seja diretamente ou indiretamente (mediada), para os eletrodos. Entre as bactérias mais estudadas a espécie Pseudomonas aeruginosa possui grande importância devido à sua capacidade de produzir piocianina, um pigmento azul-esverdeado, que possui as características necessárias para a transferência de elétrons. A Pseudomonas aeruginosa apresenta melhor desempenho na produção da piocianina em meios de cultura enriquecidos com glicerol. O glicerol, por sua vez, é o principal subproduto na produção de biodiesel, e amplamente utilizado em indústrias como a de cosméticos. No entanto, o aumento exponencial na produção de biodiesel resultou no acúmulo do glicerol residual, o que fez seu preço cair substancialmente nos últimos anos e ocasionado o acúmulo como um subproduto indesejável. Com base nesses dados, o objetivo deste trabalho foi estudar linhagens de P. aeruginosa quanto à produção de pigmentos em caldo nutriente enriquecido com glicerol e caldo King (meio de cultura próprio para a produção de piocianina, que contém em sua formulação 10 g.L-1 de glicerol) e células a combustível microbianas com a linhagem que apresentar os melhores resultados em relação à produção de pigmentos. Os resultados mostraram que das seis linhagens apenas três se mostraram capazes de produzir piocianina em meio King, sendo que a cepa ATCC 27853 apresentou o melhor desempenho. As células a combustível microbianas construídas com meio de cultura caldo nutriente enriquecido com glicerol e meio King mostraram que é possível produzir pequenas quantidades de corrente com esta bactéria. Os estudos de cronoamperometrias e reação de redução de oxigênio apontam que a utilização de Nafion® como membrana trocadora de prótons é ineficiente devido à alta concentração de íons Na+ e K+ e, portanto, mais estudos devem ser realizados na ausência deste tipo de membrana para a otimização da produção de corrente. / Biofuel cells are electrochemical devices that convert chemical energy into electrical energy by the bioelectrochemical combustion of organic matter. Microbial fuel cells are biofuel cells that use microorganisms to metabolize substrates in the anodic chamber. Among several microorganisms used, some bacteria species have gained special attention because they show high efficiency in the electronic transfer, directly or indirectly (mediated transfer), toward the electrodes. Among the most studied bacteria species Pseudomonas aeruginosa showed a great importance due to their capacity to produce pyocyanin, a blue-green pigment, that possess the necessary features to mediate electron transfer. The P. aeruginosa show the best performance for pyocyanin production in culture media enriched with glycerol. Glycerol is the main byproduct of biodiesel production and largely used in the cosmetics industries. Nevertheless, the exponential increase in the biodiesel production resulted in a glycerol byproduct accumulation that made its price decreased substantially in the last years and became an undesirable product. With this information, the aim of this study was to investigate the pigment production by P. aeruginosa strains in nutrient broth enriched with glycerol and King broth (a culture medium specific for pyocyanin production which uses 10 g.L-1 of glycerol) and microbial fuel cells with P. aeruginosa strains which showed the best results in the pigment production experiments. The results showed that among the six studied strains only three were able to produce pyocyanin in King culture medium, and the ATCC 27853 strain showed the best performance. Microbial fuel cells constructed with nutrient broth enriched with glycerol and King broth media resulted in a small current output. The experiments with chronoamperometry and oxygen reduction reaction suggest that the utilization of Nafion® as a proton exchange membrane is inefficient due the high Na+ and K+ ion concentration. So, new experiments with membraneless microbial fuel cells are needed to improve the current output.

Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista que ocasiona diferentes infecções em humanos. O surgimento de linhagens multirresistentes (MRs), contra os antibióticos comercialmente disponíveis, tem causado elevados níveis de morbidade e mortalidade. O objetivo deste estudo foi identificar uma molécula de piocina que apresente potente atividade bactericida contra cepas de P. aeruginosa MRs. Uma piocina de baixo peso molecular, produzida pela cepa ET02, apresentou potente atividade bactericida contra treze linhagens de P. aeruginosa produtoras de -lactamases (SPM-1, GIM-1, VIM-1, IMP-1, KPC-2, OXA-18 e GES-5). Essa piocina foi purificada e identificada como S8 através de espectrometria de massas e sequenciamento de DNA. Os genes codificadores da piocina S8 estão presentes no interior de um transposon localizado no cromossomo bacteriano da cepa ET02. Estes resultados demonstram que S8 possui potente atividade bactericida contra linhagens de P. aeruginosa MRs, podendo vir a ser utilizada como um composto antimicrobiano no tratamento de infecções hospitalares. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunist pathogen that causes human infections. The emergence of multidrug resistant strains (MRs) against antibiotics commercially available has been causing elevated mortality and morbidity levels. The purpose of this study was to identify a molecule of pyocin with a potent bactericidal activity against P. aeruginosa MRs strains. A low molecular weight pyocin, produced by ET02 strain, has presented wide bactericidal activity against thirteen lineages of P. aeruginosa, producers of -lactamases (SPM-1, GIM-1, VIM-1, IMP-1, KPC-2, OXA-18 e GES-5). This pyocin was purified and identified as S8 through mass spectrometry and DNA sequencing. The pyocin S8 encoding genes are present in the interior of a transposon located in the bacterial chromosome of the ET02 strain. These results demonstrate that S8 have potent bactericidal activity against P. aeruginosa MRs lineages, and may well be used as an antimicrobial compound on treatment of hospital infections.

As bactérias são reconhecidas pelos macrófagos através dos receptores do tipo Toll (TLR), que ativam as vias do NF-κB e das MAPKs, resultando em respostas como a fagocitose e a produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (ROS/RNS), que causam a morte do microrganismo. P. aeruginosa, uma causa comum de pneumonia associada à ventilação mecânica, é uma bactéria que utiliza diversas estratégias de virulência e defesa, incluindo mecanismos antioxidantes. O objetivo deste trabalho foi verificar a relação entre o papel da 1-Cys peroxirredoxina LsfA está envolvida na virulência de P. aeruginosa. Linhagens mutantes com deleção em lsfA ou com uma mutação pontual neste gene (troca da Cys45 por Ala, RB302) foram construídas, sendo mais sensíveis a peróxido de hidrogênio que a linhagem selvagem PA14, como verificado pelo halo de inibição de crescimento. A atividade peroxidásica de LsfA foi medida in vitro pelo ensaio de tiocianato férrico e apenas a proteína com a sequência selvagem foi ativa, enquanto uma mutação na Cys45 aboliu completamente a sua atividade. Infecção de macrófagos J774 com as linhagens ΔlsfA ou C45A resultaram em uma diminuição da morte dos macrófagos, aumento do clearance bacteriano e aumento da secreção de TNF-α em comparação aos macrófagos infectados com a linhagem PA14, sugerindo uma maior ativação das vias do NF-κB e das MAPKs nos macrófagos infectados com as linhagens mutantes. Para verificar se LsfA poderia alterar o estado oxidativo dos macrófagos, eles foram infectados com as linhagens PA14 ou RB302 (C45A) e incubadas com carbóxi-H2DCFDA, um indicador que se torna fluorescente quando oxidado. Macrófagos infectados com a linhagem mutante demonstraram um maior estado oxidativo em comparação aos macrófagos infectados com a linhagem selvagem, confirmando que LsfA limita a ativação dos macrófagos, resultando numa menor produção de TNF-α e diminuição da citotoxicidade. A via das MAPKs e do NF-κB são requeridos para a produção máxima de TNF-α nos macrófagos infectados com a linhagem RB302, o que foi demonstrado utilizando-se de inibidores farmacológicos para essas vias. Como esperado, quando os macrófagos foram infectados com a linhagem RB302 na presença do antioxidante N-acetil-cisteína, houve uma redução da produção de TNF-α a níveis semelhantes dos macrófagos infectados com a linhagem selvagem. Em modelo de pneumonia aguda, todos os camundongos infectados com a linhagem PA14 morreram 48h pós-infecção, enquanto os camundongos infectados com a linhagem RB302 sobreviveram por mais de 60 dias após a infecção. Houve uma redução do número de bactérias nos pulmões, baço e fígado nos camundongos infectados com a linhagem RB302 em comparação aos camundongos infectados com a linhagem PA14. Também foi observado um aumento na produção de citocinas pró-inflamatórias nos camundongos infectados com a linhagem RB302 em comparação aos camundongos infectados com PA14. Com isso, foi demonstrado pela primeira vez o envolvimento de uma 1-Cys peroxirredoxina de bactérias na virulência, com a modulação da resposta imune do hospedeiro in vitro e in vivo. / Bacteria are recognized by macrophages via Toll-Like Receptors (TLR), leading to a signaling pathway that activates NF-κB and MAPKs. Killing in phagossomes is achieved by reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) generation. P. aeruginosa is a common cause of ventilator associated pneumonia and it uses several strategies for virulence and defense, including antioxidant mechanisms. In this work, we show for the first time that the 1-Cys peroxiredoxin LsfA is implicated in P. aeruginosa virulence. Mutant strains with a deletion in lsfA or with a mutation (Cys45 to Ala, RB302) were constructed and they were more sensitive to H2O2 than the wild type strain PA14, as verified by a growth inhibition assay. In vitro peroxidasic activity of LsfA was measured by ferric-thiocyanate assay, and while the wild-type protein was active, the mutation in Cys45 abolished its activity. Infection of J774 macrophages with ΔlsfA or C45A strains resulted in lower cell death, increased bacterial clearance and higher TNF-α production in comparison to PA14-infected macrophages, suggesting a higher level of MAPKs and NF-κB activation due to the mutant strains. To verify whether LsfA could modify the oxidative state of infected macrophages, they were infected with PA14 or RB302 strains and incubated with carboxy-H2DCFDA, an indicator that emits fluorescence when oxidized. Macrophages infected with mutant strains showed a higher oxidative state in comparison to PA14-infected cells, thus confirming that LsfA limits macrophages activation that leads to TNF-α production and cytotoxic activity. MAPKs and NF-κB pathways are required to full production of TNF-α in macrophages infected with RB302, as shown using pharmacological inhibitors for those pathways. When macrophages were infected with RB302 in the presence of the antioxidant N-acetyl-cysteine, there was a reduction in TNF-α production as compared to PA14, as expected. In an acute pneumonia model, all PA14-infected mice died at 48h post-infection, while C45A-infected mice survived as long as 60 days. There was also reduction in bacterial counts in the lungs, spleen and liver of mice infected with RB302, in comparison to PA14-infected mice. A greater pro-inflammatory cytokine production was observed in mice infected with mutant strain in comparison to mice infected with PA14. Altogether, this work shows for the first time the role of a bacterial 1-Cys Prx that modulates host immune response in vitro and in vivo.

Polihidroxialcanoatos (PHA) são biopolímeros naturalmente produzidos e acumulados por diversos organismos, como bactérias, archaeas e alguns eucariontes, como fungos e leveduras. São materiais termoplásticos, biodegradáveis, biocompatíveis e podem ser produzidos a partir de fontes renováveis, exibindo grande potencial para substituir plásticos produzidos a partir de recursos não renováveis. Copolímeros híbridos de PHA, que podem ser formados por monômeros de cadeia curta e média, como P(3HASCL-co-3HAMCL), apresentam características físico-químicas diferenciadas, semelhantes às dos plásticos derivados de petróleo, sendo por isso interessantes para a indústria de materiais. A PHA sintase é considerada a enzima chave na síntese de PHA, responsável por catalisar a polimerização de diferentes monômeros de (R)-hidroxiacil-CoA, influenciando a composição monomérica do polímero formado. Sistemas de recombinação baseados em transposons bacterianos são explorados como ferramentas moleculares para inserção de sequências gênicas no cromossomo de bactérias Gram-negativas. Por exemplo, elementos mini-Tn7 podem ser prontamente transferidos para a construção de cepas recombinantes. No presente trabalho, é apresentada a construção de diferentes linhagens recombinantes a partir de Pseudomonas sp. LFM 046 e LFM 461, portando em seus cromossomos genes de PHA sintase de Ralstonia eutropha, Aeromonas hydrophila ou Aeromonas sp. TSM 81. Clones candidatos foram triados quanto a inserção das sequências de interesse em seu cromossomo, sendo os positivos avaliados em relação à capacidade de produção de PHA em ensaios em agitador rotativo, com glicose como única fonte de carbono. Um dos recombinantes obtidos se mostrou produtor do copolímero P(3HB-co-3HO-co-3HD), acumulando aproximadamente 2 % de sua massa seca celular na forma de PHA. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biopolymers naturally produced and accumulated by many organisms such as bacteria, archaeas and some eukaryotes, such as fungi and yeasts. As thermoplastics, biodegradable, biocompatible and possibly made from renewable resources, they exhibit great potential to replace oil-derived plastics. Hybrid PHA copolymers can be formed by short and medium-chain monomers, P(3HASCL-co-3HAMCL), and present industry desired physicochemical properties, becoming similar to conventional oil-based plastics. PHA synthase is the key enzyme in PHA biosynthesis, responsible for catalyzing the polymerization of (R)-hydroxyacyl-CoA molecules, influencing polymer monomeric composition. Tn7-based recombination strategies represent powerful molecular tolls designed for gene delivery in Gram-negative bacteria, as mini-Tn7 elements can be readily transferred to recombinants production. In this work, its presented the constructions of recombinant Pseudomonas strains harboring PHA synthase genes from Ralstonia eutropha and Aeromonas strains in specific sites of its chromosome, and the production of P(3HB-co-3HO-co-3HD). Obtained clones were screened to confirm chromosomic insertion of the phaC sequences. Positive clones PHA production and composition were evaluated in shaken-flasks assays using glucose as the only carbon source. One of the constructed recombinants accumulated P(3HB-co-3HO-co-3HD), corresponding about to 2 % of its Cell Dry Weight as PHA.

Este trabalho utiliza a Análise de Fluxos Metabólicos para estudar o aumento da eficiência da linhagem Burkholderia sacchari (LFM101) na produção de PHB. Foram avaliadas as eficiências de conversão de açúcares em PHA de LFM101. Esta também foi cultivada em batelada alimentada em reator, apresentando o máximo teórico durante um estado pseudo-estacionário sob oferta de glicose. Estes dados, submetidos ao software Metatool, resultaram em mapa metabólico contendo os fluxos das reações centrais ede PHA ocorrido no experimento. Através do cultivo de LFM101 e C. necator sob oferta de glicose marcada com 13C, determinou-se que estas utilizam as mesmas vias para produção de PHA, não justificando a baixa eficiência de LFM101. Em um projeto paralelo, estudou-se a eficiência da produção de PHB utilizando melaço de cana, glicerol cru e acetato, em produtores de hidrogênio e PHA, onde verificou-se não apenas o aumento de PHA em mutantes nifh- de R. capsulatus mas a interação dos parâmetros luz e nitrogênio a partir das metodologias DOE e RSM. / This work applies Metabolic Flux Analysis to discuss the eficiency of Burkholderia sacchari (LFM101) in PHA production from sugars . Conversion yields of LFM101 and Cupriavidus necator from carbohydrates to PHA were assessed. LFM101 was also grown in reactor fed-batch cultivations, and presented the theoretical maximum in a pseudo-steady stage while grown on glucose. These data were submitted to Metatool and resulted in a metabolic network containing the experimental fluxes of central and PHA metabolism. Cultivation of LFM101 and C. necator under 13C- labeled glucose showed that both species use the same metabolic pathways for the biodegradable polymer synthesis. On a parallel project, the efficiency of biopolymer production from molasses, raw glycerol and acetate in strains producing hydrogen and PHA was tested. Results showed that there was not only an increase in PHA production by R. capsulatus nifH- mutants but also the interaction of light and nitrogen effects were studied by DOE and RSM.

Proteínas sinalizadoras membranares são amplamente usadas por bactérias para adequar seu metabolismo a estímulos ambientais. Elas possuem ainda um grande potencial de aplicação, como em técnicas para controle de infecções e o desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas, como biossensores. Entretanto, pouco é conhecido sobre os mecanismos estruturais de transdução bacterianos. Em particular, pouco é descrito sobre proteínas sinalizadoras que possuem os domínios GGDEF e/ou EAL, responsáveis por desencadear a síntese, degradação ou captação da molécula c-di-GMP, um dos principais reguladores do metabolismo bacteriano. Por isso, esse estudo objetivou a caracterização de duas proteínas sinalizadoras transmembrana de Pseudomonas aeruginosa, codificadas nos genes PA0847 e PA3343 (HsbD), além de trazer análises por bioinformática de proteínas com domínios GGDEF e EAL consecutivos, comumente associados a membrana celular. É relatado que PA0847 e HsbD são ambas diguanilato ciclases (DGC), que impactam consideravelmente em fenótipos de P. aeruginosa, patógeno modelo de estudo e que infecta pacientes imunocomprometidos. Além disso, um estudo anterior mostrou a interação entre a porção citoplasmática de PA0847 e a região N-terminal de HsbD (HsbD-Nt), pela técnica de duplo híbrido. Nesse estudo, é mostrado que essa interação, associada à presença de um padrão conservado em HsbD-Nt, sugere a presença um sistema de controle específico de c-di-GMP. Ensaios in vitro de pulldown, termoforese e duplo híbrido, utilizando domínios isolados de PA0847, confirmaram a interação com HsbD-Nt e mostraram que a interação é dependente de todos os domínios de PA0847. Análises de massa molecular e de cinética enzimática mostraram que o HAMP eleva a atividade DGC e promove a formação de tetrâmeros. A presença de um transportador de sulfato compartilhando um operon com PA0847, associado a modelos computacionais da região periplasmática de PA0847, suportam o envolvimento de PA0847 na homeostase desse íon. Nesse estudo foram ainda identificados, por meio de análises de sequências, novos potenciais grupos de resíduos que estariam envolvidos na regulação de proteínas GGDEF-EAL. Análises adicionais de sequências e de estruturas indicaram também um mecanismo de dimerização alternativo para EALs, quando a região de dimerização está ausente. Estes resultados são inéditos e fornecem passos para uma melhor compreensão da sinalização bacteriana intermediada pelo c-di-GMP. / Membrane signaling protein are widely used by bacteria to adequate their metabolism of environmental cues. They present a great potential of applicability, such as techniques to control bacterial infections and development of biotecnological devices, for example in biosensors. However, little is known regarding the mechanisms of signal transduction in bacteria. In particular, about receptors that posses GGDEF and/or EAL domains, performing synthesis, degradation or recognition of c-di-GMP, which is one of the major bacteria metabolism regulators. For this reason, the present study aimed characterize two important transmembrane signaling proteins from Pseudomonas aeruginosa, coded in genes PA0847 and PA3343 (HsbD) and performed bioinformatic analysis of proteins with GGDEF and EAL in tandem, usually associated with membrane. Previous studies indicated that PA0847 and HsbD are both diguanylate cyclases (DGCs) that significantly impair phenotypes of P. aeruginosa, which is a model organism and common cause of infection in immunocompromised patients. In the present study we have shown that this interaction associated with the presence of a wellconserved pattern from HsbD-Nt, suggests the presence a system used for specific downregulation of c-di-GMP. Furthermore, using isolated domains of PA0847 in thermophoresis, pull down and two-hybrid confirmed the interaction and showed that the full PA0847 cytoplasmic is necessary to interaction with HsbD. Additional amalysis of molecular mass and enzyme kinetic showed that HAMP increases DGC activity, alters the co-purification patern of c-di-GMP and promotes tetramers formation in PA0847 soluble constructs. The presence of sulfate transporter in a common operon with PA0847, associated with computation model of periplasmatic region of PA0847 supports the relation of this protein in sulfate homeostasis. We also identified using new residues groups copled that are potential play roles in GGDEF-EAL proteins. We found by stuctural analisys alternative mechanisms of dimerization in EAL domais that do not posses dimerization site conserved. These results have not been presented elsewhere and provide insights into the bacterial signaling of c-di-GMP pathways.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de 39 isolados bacterianos para produção de polihidroxialcanoatos contendo monômeros de cadeia média (PHA|MCL). Os isolados foram incapazes de utilizar eficientemente amido, lactose ou sacarose. O desempenho na produção de PHA a partir de glicose ou frutose pelos isolados foi inferior à linhagem de referência (Pseudomonas sp. LFM046). Muitos dos isolados apresentaram bom desempenho na conversão de glicerol em PHAMCL. Pela primeira vez, foram detectadas bactérias capazes de produzir PHAMCL a partir de xilose. Com base no sequenciamento do rDNA 16S, estes isolados foram identificados como pertencentes ao gênero Pseudomonas. Cultivos em biorreator, resultaram em uma biomassa de aproximadamente 6 g/L, contendo cerca de 11 a 14% de PHA. A superexpressão dos genes responsáveis pelo catabolismo de xilose (xylAB) em Escherichia coli não levou a melhora no consumo de xilose ou produção de PHAMCL. / This work aimed to evaluate the potential of 39 bacterial isolates to produce polyhydroxyalkanoates containing medium-chain monomers (PHAMCL). The isolates were unable to efficiently utilize starch, lactose or sucrose. The performance of the PHA production from glucose or fructose by the isolates was lower than the reference strain (Pseudomonas sp. LFM046). Many isolates showed good performance in the conversion of glycerol into PHAMCL. For the first time, bacterial isolates capable of producing PHAMCL from xylose were detected. Based on the sequencing of 16S rDNA, these isolates were identified as belonging to the genus Pseudomonas. Bioreactor cultures resulted in a biomass of approximately 6 g/L, containing about 11 to 14% PHA. Overexpression of the genes responsible for the catabolism of xylose (xylAB) in Escherichia coli did not led to improved xylose consumption or production of PHAMCL.

A proteobactéria Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista em humanos, sendo associado a queimaduras e infecções pulmonares crônicas em pacientes com fibrose cística. Essas infecções são difíceis de erradicar devido à resistência intrínseca de P. aeruginosa a antibióticos e à formação de biofilmes. Essa bactéria é altamente capaz de adaptar ao ambiente, tem um metabolismo versátil e pode direcionar a expressão de genes por vários fatores sigma alternativos. Estes são subunidades para transcrição de conjuntos específicos de genes em bactérias e interagem com o cerne da RNA polimerase, levando ao reconhecimento do promotor e início da transcrição. Os fatores sigma alternativos permitem que bactérias redirecionem a sua expressão genética. Um grupo de fatores sigma alternativos é o grupo dos fatores sigma de função extracitoplasmática (ECF) que são envolvidos principalmente em funções do envelope celular. Esse trabalho teve como objetivo caracterizar dois fatores sigma ECF de função desconhecida, PA14_21550 e PA14_46810. A linhagem mutante Δ21550 foi analisada quanto a sua sobrevivência a diferentes estresses, observando-se que é mais resistente ao choque de 45°C que a linhagem selvagem. Esse fator sigma não é essencial para crescimento da bactéria em meio LB e meio mínimo M63 acrescido de glicose ou succinato. Além disso, observou-se que a superexpressão desse fator sigma aumenta a expressão da proteína hipotética PA14_30100, usando-se uma abordagem proteômica. O mutante de transposon para o fator sigma PA14_46810 apresenta melhor crescimento que a bactéria selvagem em meio M63 acrescido de glicose. Essa linhagem mostrou mesmo fenótipo para biofilme e formação de exopolissacarídeo que a bactéria selvagem. Ademais, foi realizada análise de transcritoma por RNA-Seq com a superexpressão do fator sigma PA14_46810 na linhagem selvagem. Na linhagem de superexpressão Observou-se que ocorre indução de genes envolvidos com a desnitrificação, transporte de moléculas e metabolismo de uma maneira geral, em relação à linhagem controle. Por outro lado, o excesso de PA14_46810 reprime principalmente genes envolvidos com a tradução de proteínas e síntese de espermidina. Este trabalho, portanto, trouxe novas informações sobre as funções de diferentes fatores sigma ECF de P. aeruginosa, contribuindo assim para um maior entendimento da fisiologia desta bactéria e sua adaptação a diferentes condições. / The proteobacterium Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen in humans, and it is associated to chronic pulmonary infections in patients with cystic fibrosis and burn wounds. These infections are difficult to eradicate due to P. aeruginosa intrinsic resistance to antibiotics and formation of biofilms, which allow the bacteria to adhere to biotic and abiotic surfaces. This bacterium is highly adaptaptable to the environment has a versatile metabolism and can direct the expression of genes by several alternative sigma factors. The sigma factors bind to the RNA polymerase core, providing recognition to promoter and transcription initiation. Therefore, the alternative sigma factors can redirect bacterial genetic expression by recognizing specific promoters. One subfamily of alternative sigma factors is the extracytoplasmic function (ECF) sigma factors, involved mostly in cell envelope functions. The aim of this work was characterize two ECF sigma factors with unknown function in P. aeruginosa, PA14_21550 and PA14_46810. The strain Δ21550 was analyzed for its survival in different stress conditions and it is more resistant in heat shock conditions at 45°C than the wild type strain. It was also observed that PA14_21550 sigma factor is not essential for bacterial growth in LB and M63 minimal medium added with glucose or succinate as the carbon source. Furthermore, overexpression of this sigma factor increases the expression of hypothetical protein PA14_30100, as verified by a proteomic approach. A strain insertionally inactivated in the PA14_46810 gene has better growth than the wild type strain in M63 added with glucose and the same phenotype regarding to biofilm formation and exopolysaccharide production as the wild type strain. Moreover, transcriptome analysis was carried out by RNA-Seq with overexpression of the PA14_46810 sigma factor in the wild type strain. Induction of genes involved in denitrification, transport of molecules and energetic metabolism in relation to the control strain was observed. On the other hand, excess of PA14_46810 represses genes involved in protein translation and spermidine synthesis. This work, therefore, brought new information about the functions of two ECF sigma of P. aeruginosa, thus contributing to a greater understanding of the physiology of this bacterium and its adaptation to different conditions.

INTRODUÇÃO: Cepas de Pseudomonas aeruginosa (PA) produtoras de Metalo-b- lactamase (MBL) tem sido reportadas como sendo uma importante causa de infecções nosocomiais assim como um grande problema terapêutico mundial. No complexo HC-FMUSP, o maior hospital universitário do Brasil, a prevalência de PA resistente aos carbapenêmicos também se apresenta de forma crítica. No entanto, a prevalência de MBL em nossa instituição e a padronização para detecção fenotípica deste mecanismo de resistência ainda não foram estabelecidos. OBJETIVOS: Determinar a prevalência de MBL em cepas de PA resistentes ao imipenem; comparar métodos fenotípicos e moleculares na detecção de MBL; avaliar a clonalidade dos isolados produtores de MBL e determinar o perfil de suscetibilidade de todos os isolados incluídos no estudo. MÉTODOS: Foi realizado um estudo retrospectivo com 69 cepas de PA resistentes ao imipenem isoladas de hemoculturas de pacientes do HC-FMUSP no ano de 2005. Os isolados foram submetidos ao teste de suscetibilidade pelo método de microdiluição e Etest® para colistina. Estes foram testados para a produção de MBL pelos métodos fenotípicos de Disco Aproximação (DA), Etest® MBL e Teste de Hodge Modificado (THM). A Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) foi realizada para detecção dos seguintes genes: (blaSPM-1, blaIMP-1, blaIMP-2, blaVIM-1 e blaVIM-2). A clonalidade dos isolados produtores de MBL foi avaliada por Eletroforese em Campo Pulsado (PFGE). RESULTADOS: Cinqüenta e três cepas (76.8%) foram positivas pelos métodos de DA e Etest® MBL, e 19 cepas (27.5%) foram positivas pelo THM. Vinte e um isolados (30.4%) demonstraram o gene blaMBL por PCR, sendo que 17 (81%) foram positivos para o gene blaSPM-1 e 4 (19%) para o gene blaVIM-2. Os genes blaIMP-1, blaIMP-2 e blaVIM-1 não foram detectados. O inibidor ácido 2-mercaptoacético (MAA) e o THM mostram a melhor concordância com a PCR, com índices de kappa variando de 0.81 a 0.86 e 0.79, respectivamente O ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), demonstrou alta sensibilidade (100%), baixa especificidade (33.3%), e pobre concordância com a PCR. Entre os isolados positivos para o gene blaSPM-1, 5 foram indistinguíveis, 11 foram estreitamente relacionados e 1 possivelmente relacionado. Entre os isolados positivos para o gene blaVIM-2, 2 foram indistinguíveis, 1 foi estreitamente relacionado e 1 diferente. Entre os isolados produtores de MBL, a colistina e o aztreonam foram as drogas mais ativas com 90.5% e 85.7% de sensibilidade, respectivamente. CONCLUSÃO: Este é o primeiro relato de PA produtora de MBL no HC-FMUSP, reforçando a epidemiologia brasileira onde a enzima SPM-1 é a mais prevalente entre isolados de PA. Os métodos de DA com o inibidor MAA e o THM mostraram-se boas opções para detecção fenotípica de MBL em laboratórios de microbiologia. Os produtores de MBL demonstraram fenótipo multiresistente com um padrão clonal, enfatizando a necessidade de práticas de controle de infecções em nossa instituição / INTRODUCTION: Pseudomonas aeruginosa (PA) strains Metallo-b-lactamase (MBL) producing have been reported as an important cause of nosocomial infection, also becoming a critical therapeutic problem worldwide. At HC-FMUSP complex, the largest teaching hospital in Brazil, the prevalence of PA resistant to carbapenems is also presented as a critical problem. However, MBL prevalence and the standardization for phenotypical detection of this resistance mechanism still had not been established. PURPOSE: To determine MBL prevalence in PA resistant to imipenem; to compare phenotypic and molecular methods to detect MBL; to evaluate the clonality of the MBL producers strains and to determine the susceptibility profile of all isolates included in this study. METHODS: A retrospective study was carried analyzing 69 PA strains resistant to imipenem isolated from blood cultures of patients at HC-FMUSP during 2005. They were submitted to the susceptibility profile test by microdilution method and Etest® to colistin. The isolates were also tested for MBL production by phenotypic methods like Double Disk Synergy (DDS), Etest® MBL, Modified Hodge Test (MHT). The Polimerase Chain Reaction (PCR) was used to detect the following genes: (blaSPM-1, blaIMP-1, blaIMP-2, blaVIM-1 and blaVIM-2). The clonality of the MBL producers was evaluated by Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE). RESULTS: Fifty-three isolates (76.8%) had positive results with DDS and Etest® MBL, and 19 isolates (27.5%) were positive by MHT. Twenty-one isolates (30.4%) had a blaMBL gene by PCR, being 17 (81%) positive for blaSPM-1 and 4 (19%) for blaVIM-2. The blaIMP-1, blaIMP-2 and blaVIM-1 genes had not been detected. Mercaptoacetic acid (MAA) inhibitor and MHT showed the best agreement with PCR, with kappa value ranging from 0.81 to 0.86 and 0.79, respectively. Etilenodiaminotetracetic acid (EDTA) inhibitor showed high sensibility (100%), low specificity (33.3%), and poor agreement with PCR. Among isolates producing blaSPM-1 gene, 5 were indistinguishable, 11 were closely related and 1 was possibly related. Among isolates producing blaVIM-2 gene, 2 were indistinguishable, 1 closely related and 1 was different. Among MBL-producing strains, colistin and aztreonam were the most active drugs with 90.5% and 85.7% of sensitivity, respectively. CONCLUSION: This is the first report of PA MBL producers at HCFMUSP, reinforcing the Brazilian epidemiology where SPM-1 enzyme is the most prevalent among PA isolates. The DDS method with MAA inhibitor and MHT had the best agreement with PCR, showing themselves as good options for MBL phenotypical detection in microbiology laboratories. The MBL producers had shown multiresistant phenotype with a clonal standard, reinforcing the necessity of infection control practices in our institution