Study of a master regulator of recombination in Mycoplasma genitalium

Mycoplasma genitalium és un petit patogen humà causant d’uretritis no gonocòccica, cervicitis i algunes malalties d’inflamació pèlvica. Té un dels genomes més petits trobats en un organisme viu autònom i, per aquest motiu, ha esdevingut un model bacterià d’estudi d’una cèl·lula mínima. A més a més, aquest petit patogen presenta un mecanisme únic de variació antigènica que depèn de la recombinació homòloga entre les adhesines principals i elements repetits del genoma que es troben dispersos al llarg del cromosoma. Tot i que M. genitalium va ser un dels primers microorganismes que fou seqüenciat, es tenen molt poques dades del seu reduït circuit genètic i de la seva regulació gènica. Per altra banda, els mecanismes que regulen el procés de variació antigènica són desconeguts tot i ser essencial per a l’evasió immune i la persistència de la infecció. En aquesta tesi doctoral, hem estudiat el rol de la proteïna MG428 (20), la qual es tracta d’un factor sigma alternatiu d’aquest petit bacteri. La proteïna MG428 reconeix una zona promotora nova i activa la transcripció d’un reguló petit format per gens que codifiquen per enzims de recombinació clau, gens que codifiquen per proteïnes hipotètiques i també regions no codificants de funció desconeguda. A més a més, anàlisis de cèl·lules individuals han confirmat que l’activació via 20 només té lloc en un percentatge petit de la població al mateix temps i també mostren una certa associació espacial entre cèl·lules activades per 20. L’activitat d’aquest factor sigma alternatiu és crucial per a la capacitat de recombinació de M. genitalium i per a la generació de variants genètiques dels antígens majoritaris d’aquest bacteri. En aquesta tesi, també ens hem centrat en l’estudi de la regulació de l’activitat de 20 per part de dues proteïnes no caracteritzades fins ara, anomenades RrlA i RrlB en aquest treball (recombination regulatory loci). Aquests reguladors es troben sota el control transcripcional de MG428 i estabilitzen la proteïna 20, permetent d’aquesta manera el progrés d’un cicle de retroalimentació positiva que és essencial per a la correcta activació del reguló de 20. Mutants tant de la proteïna RrlA com de la RrlB presenten deficiències de recombinació semblants al mutant defectiu de MG_428. Finalment, hem descrit una transferència horitzontal de DNA sense precedents entre soques de M. genitalium diferents. Aquesta transferència té lloc des d’una cèl·lula donadora que sobreexpressa 20 cap a una cèl·lula recep