Biología Molecular de elementos móviles y de las bacterias huésped. (MoBiLab)

Introducción

Las bacterias son organismos microscópicos, unicelulares, en su mayoría de vida libre, que se pueden encontrar colonizando cualquier entorno de la Tierra. Desde la perspectiva humana pueden resultar sumamente beneficiosos, como aquellos que forman parte de la microbiota o los empleados para desarrollar aplicaciones biotecnológicas. Sin embargo, algunas bacterias también pueden producir enfermedades, provocando infecciones clínicas que pueden provocar la muerte de los pacientes.

Investigador principal

Nuria Quiles Puchalt

Miembros del Grupo

Investigadores en formación

Sandra Lahoz Oliva

Líneas de investigación

1. Caracterización molecular de los sistemas de comunicación por quorum asociados a elementos genéticos móviles.

Aunque las bacterias son organismos unicelulares, en el ambiente se asocian y viven en comunidades donde coexisten o compiten por los recursos disponibles. Con el objetivo de regular una gran diversidad de procesos biológicos las bacterias utilizan sistemas de comunicación de quorum o “quorum sensing systems”. Estos sistemas de comunicación bacteriana les permiten modular su expresión genética en respuesta a los cambios en la densidad poblacional y les permite adaptar su estilo de vida a los desafíos a los que se enfrentan. En los últimos años se han descubierto sistemas de quorum asociados a elementos genéticos móviles como bacteriófagos, plásmidos o elementos integrativos conjugativos. Estos sistemas de comunicación les permiten a estos elementos adaptar su estilo de vida, de forma similar a lo que ocurre con las bacterias que parasitan.

Nuestro grupo está enfocado en caracterizar a nivel molecular como funcionan estos sistemas y que efecto tienen en el ciclo de vida de estos elementos genéticos móviles. A su vez pretendemos entender como estos sistemas influyen en la biología de sus bacterias huésped.

2. Manipulación de sistemas de quorum presentes en bacteriófagos para su desarrollo y aplicación en terapia fágica.

Uno de los retos más importantes a los que nuestra sociedad se enfrenta en los próximos años es la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos utilizados en la práctica clínica. En esta lucha contra las “super bacterias” se están desarrollando métodos alternativos como la terapia fágica. El uso de los bacteriófagos como arma contra las bacterias multirresistentes lleva algunas dificultades añadidas, entre otras la necesidad de recurrir a fagos líticos que no pierdan su capacidad infectiva. En este sentido, el descubrimiento de bacteriófagos con sistemas de comunicación de quorum ha supuesto un cambio de paradigma respecto a como estos elementos se comunican entre si y pueden tener repercusiones a la hora de modular su ciclo vírico.

Uno de los objetivos de nuestro grupo es intentar explotar estos sistemas de comunicación de fagos y utilizarlos como herramientas antimicrobianas. Al aprender a controlar estos sistemas de comunicación, podríamos manipular los fagos para aumentar su actividad lítica con el fin de ser potencialmente mejores candidatos para ser utilizados en la terapia con fagos y sin la desventaja de tener que manipularlos genéticamente.

Investigador Principal: Nuria Quiles Puchalt

Proyecto: Descifrando los mecanismos moleculares que gobiernan los sistemas de quorum asociados a elementos genéticos móviles

Convocatoria: Proyectos de generación de conocimiento 2022

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Referencia: PID2022-142928NA-I00

Período: septiembre 2023- septiembre 2026

Cuantía de la subvención: 133.125,00

Título del proyecto: Helper and satellite pathogenicity islands: the discovery of two novel subcellular elements with a huge impact on bacterial pathogenesis and evolution
Investigador Principal: José R. Penadés Casanova
Entidad financiadora: BBSRC
Referencia: BB/S003835/1
Duración: April 2019 – April 2022
Cuantía económica: £411.276 (477,012€)
Participación: Researcher Co-Investigator

Título del proyecto: Deciphering Gram-negative phage-inducible chromosomal island strategies for spreading in nature
Investigador Principal: José R. Penadés Casanova
Entidad financiadora: Medical Research Council
Referencia: MR/S00940X/1
Duración: May 2019 – May 2023
Cuantía económica: £710.774 (824,380€) Participación: Researcher

Autores: Zamora-Caballero S, Chmielowska C, Quiles-Puchalt N, Brady A, Gallego del Sol F, Mancheño-Bonillo J, Felipe-Ruíz A, Meijer WJJ, Penadés JR, Marina A

Título: Antagonistic interactions between phage and host factors control arbitrium lysis-lysogeny decision

Año: 2024

Referencia revista/libro: Nature microbiology

Clave (A: artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: 28.3 WoS

Cuartil en su área: Q1 WoS

Autores: Brady A, Cabello-Yeves E, Gallego del Sol F, Chmielowska C, Mancheño-Bonillo J, Zamora-Caballero S, Bendori Omer S, Torres-Puente M, Eldar A, Quiles-Puchalt N, Marina A, Penadés JR

Título: Characterization of a unique repression system present in arbitrium phages of the SPbeta family

Año: 2023

Referencia revista/libro: Cell Host & Microbe

Clave (A: artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: 30.3 WoS

Cuartil en su área: Q1 WoS

Autores: Gallego Del Sol F, Quiles-Puchalt N, Brady A, Penadés JR, Marina A.
Título: Insights into the mechanism of action of the arbitrium communication system in SPbeta phages.
Referencia revista/libro: Nat Commun, 13 (1), 3627.
Año: 2022
Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A Índice de impacto (indicar fuente WoS/SCOPUS): 16.6 (WoS); 24.9 (SCOPUS) Cuartil en su área (indicar fuente WoS/SCOPUS): Q1 (WoS)

Autores: Humphrey S, Fillol-Salom A, Quiles-Puchalt N, Ibarra-Chávez R, Haag A, Chen J, Penadés JR.
Título: Bacterial chromosomal mobility via lateral transduction exceeds that of classical mobile genetic elements. Referencia revista/libro: Nat Commun, 12 (1), 6509.
Año: 2021
Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A Índice de impacto (indicar fuente WoS/SCOPUS): 16.6 (WoS); 23.2 (SCOPUS) Cuartil en su área (indicar fuente WoS/SCOPUS): Q1 (WoS)

Autores: Brady A*, Quiles-Puchalt N*, Gallego Del Sol F, Zamora-Caballero, Felipe-Ruiz A, Val-Calvo J, Meijer W.J.J, Marina A, Penadés JR. *Joint first author.
Título: The arbitrium system controls prophage induction.
Referencia revista/libro: Curr Biol, 31(22), pp. 5037-5045.e3
Año: 2021
Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A Índice de impacto: 9.2 (WoS); 11.6 (SCOPUS) Cuartil en su área: Q1 (WoS)

Autores: Brady A, Felipe-Ruiz A, Gallego Del Sol F, Marina A*, Quiles-Puchalt N*, Penadés JR*. *Joint corresponding author.
Título: Molecular Basis of Lysis-Lysogeny Decisions in Gram-Positive Phages. Referencia revista/libro: Annual Review of Microbiology 2021 75:1, 563-581
Año: 2021
Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A Índice de impacto: 10.5 (WoS); 20.1 (SCOPUS) Cuartil en su área: Q1 (WoS)