Una región genómica implicada en la formación de fibras tipo amiloide en biofilms de Bacillus cereus

Abstract

Bacillus cereus es una bacteria patógena responsable de numerosos brotes de intoxicación alimentaria. Las esporas y el biofilm son considerados los reservorios más importantes de B. cereus que se pueden encontrar en frutas y verduras frescas contaminadas. Los biofilms son comunidades bacterianas difíciles de erradicar de superficies bióticas y abióticas debido a una matriz extracelular estable que recubre y protege a las células bacterianas. Estas matrices extracelulares suelen estar formadas de exopolisacáridos, proteínas, ADN extracelular, y otros componentes minoritarios. Estudios de biofilms en Bacillus subtilis, especie filogenéticamente relacionada con B. cereus, han demostrado la existencia de fibras tipo amiloide en su matriz extracelular, y su relevancia en el desarrollo de biofilms. El objetivo de este trabajo ha sido investigar la existencia de este tipo de proteínas en B. cereus y su implicación en la formación de biofilms. El análisis comparativo de los genomas de B. subtilis y B. cereus nos permitió identificar una región genómica que contiene dos loci que codifican ortólogos de la proteína tipo amiloide TasA y un ortólogo de la correspondiente peptidasa señal SipW, responsable del correcto procesamiento de TasA previo a su secreción. La mutación de esta región genómica condujo a la incapacidad de B. cereus de formar biofilms, un fenotipo compartido por mutantes en el gen sipW. Los mutantes en tasA o calY no perdieron completamente la capacidad de formación de biofilms, aunque desarrollaron fenotipos diferenciados entre sí. El estudio con microscopía electrónica reveló que TasA, y en menor medida CalY, polimerizan en forma de fibras largas y abundantes en la superficie de las células. La expresión heteróloga de estos loci en una cepa de B. subtilis que carece de los factores necesarios para el ensamblaje de fibras de tipo amiloide de TasA reveló: (i) la implicación de esta región genómica B. cereus en la formación de películas en la interfase aire-líquido y (ii) la capacidad intrínseca de TasA para formar fibras similares a las fibras formadas por su ortólogo en B. subtilis. Los resultados obtenidos en este estudio indican: (i) La implicación de la región genómica que contiene los genes sipW, tasA y calY en la formación de biofilms de B. cereus en superficies abióticas, (ii) las propiedades adhesivas de TasA y CalY, y (iii) la potencial naturaleza amiloide de la proteína TasA de B. cereus como su ortólogo en B. subtilis. Este trabajo ha sido financiado con una ayuda del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad (AGL2012-31968), cofinanciado con fondos FEDER (UE)