Pseudomonas aeruginosa es una bacteria que se considera ubicua, pues puede ser aislada de diversos ambientes, y también representa un problema de salud importante, sobre todo en hospitales por ser un patógeno oportunista y tener altos niveles de resistencia a antibióticos. Asimismo es la principal causa de muerte para las personas que padecen fibrosis quística, el defecto genético más frecuente entre las poblaciones caucásicas. Muchos de los factores de virulencia de esta bacteria se regulan a nivel genético por una intrincada red que se conoce como respuesta de detección de quórum (QSR). La QSR se presenta en diversas bacterias y en términos generales se caracteriza porque cada célula produce y secreta un compuesto llamado autoinductor que al alcanzar cierta concentración umbral (cuando el número de bacterias presentes en un nicho aumenta a cierta densidad poblacional) interactúa con una proteína regulatoria dentro de las células y activa la transcripción de ciertos genes. En el caso de P. aeruginosa la QSR usa los autoinductores, 3-oxo-dodecanoil homoserin lactona (3O-C12-HSL) y butanoil homoserin lactona (C4-HSL) que interaccionan con las proteínas regulatorias LasR y RhlR, respectivamente. En el laboratorio de la responsable se ha estudiado la genética molecular de la QSR de P. aeruginosa con distintos enfoques, en diferentes aislamientos, tanto clínicos como ambientales, y bajo distintas condiciones. Esta línea de investigación ha sido apoyada por PAPIIT desde el 2004 a través de distintos donativos (IX201404, IN203305, IN200707 e IN202510), con sólo un año de interrupción (2009). Algunos de los principales hallazgos originales de este laboratorio son: - La proteína RhlR tiene un mecanismo de regulación transcripcional sui generis, que no ha sido reportado previamente, pues modula su unión al DNA dependiendo del autoinductor que tenga como coligando. -El gene rhlR tienen un mecanismo de autoregulación positiva ya que al alcanzarse una alta densidad celular, la transcripción de este gene se activa por LasR/3O-C12-HSL, pero al formarse el complejo RhlR/C4-HSL se activa la transcripción del operón rhlAB (que codifica para enzimas de la síntesis de ramnolípidos) y se encuentran corriente arriba de rhlR, creandose el operón rhlABR. -Los factores de virulencia producto de genes que son activados transcripcionalmente por RhlR/C4-HSL se expresan en altos niveles a 37°C y tienen una expresión basal a 30°C. Esto se debe a la presencia de un termómetro de RNA en la región 5' no traducida de rhlA que no permite que se forme el operón rhlABR a 30°C. -La secuencia de los genomas de 4 aislamientos ambientales de P. aeruginosa, que fueron colectados en el océano Índico (ID4365), Cuatro Ciénegas Coahuila (M10), coco podrido de la selva de Chiapas (IGB83) y el estómago de un delfín (148), tienen una altísima identidad con los genomas de las cepas clínicas ya secuenciadas (alrededor del 80% de las secuencias son idénticas). Sin embargo el patrón de expresión de factores de virulencia con respecto a la temperatura no se conserva y pudieran tener diferencias importantes en la QSR. En este proyecto planteamos seguir con el estudio básico de las líneas de investigación que se desprenden de los antecedentes del grupo de trabajo dentro del área de la QSR de P. aeruginosa, pero también estamos interesados en explorar algunas aplicaciones del conocimiento generado que pudieran generar productos útiles para contender con la virulencia de P. aeruginosa o para la producción de compuestos de interés biotecnológico, como los ramnolípidos

La principal contribución del proyecto es la posibilidad de generar estrategias para generar productos de interés biotecnológico, como podría ser la producción de compuestos que inhiban la expresión de los factores de virulencia de Pseudomonas aeruginosa regulados por la respuesta de detección de quórum (QSR), o la construcción de cepas no virulentas que produzcan ramnolípidos, a partir del estudio molecular de esta respuesta en la cepa tipo PAO1 y de su comparación con los mecanismos presentes en aislamientos ambientales. Asimismo se generará conocimiento nuevo que tiene un valor por sí mismo y que podrá ser publicado en revistas indexadas de circulación internacional de alto impacto. Un elemento de gran importancia también es que el desarrollo de este proyecto redundará en la formación de alumnos tanto a nivel de licenciatura como de posgrado. Los alumnos de posgrado que ya trabajan en la línea de investigación que se plantea son: -Victoria Grosso Becerra, doctorado en Ciencias Bioquímicas. Está en la parte final del doctorado, trabajando en la elboración de una versión revisada del artículo de su proyecto. -Abigail González Valdes, doctorado en Ciencias Bioquímicas. Se dio de baja temporal un año del doctorado ya que es Técnico Académico en el Instituto de Investigaciones Biomédicas, adscrita al laboratorio de la responsable (también participa en el proyecto con ese carácter). Al regresar a sus estudios presentará los resultados que ya están prácticamente concluidos de su proyecto y se enviarán a su publicación en cuanto lo así lo decida el comité tutor. -Estefanía Morales Ruiz, doctorado en Ciencias Biomédicas. Ingresó al doctorado en el semestre 2013-1. Es posible además que se incorpore uno o dos estudiantes adicionales a nivel de maestría. En cuanto a la licenciatura, se planea incorporar dos alumnos para que lleven a cabo su tesis y actualmente ya participa: -Christian Manoell Santos Medellin, quien se incorporó al laboratorio del Dr. Luis Servín como parte del taller de investigación de la Licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias, y actualmente realiza su tesis de licenciatura bajo la dirección del Dr. servín.