Grupos de investigación

Virulencia bacteriana - Bacterial virulence

Caracterización de proteínas de virulencia bacterianas utilizando la levadura como modelo de célula hospedadora

En colaboración con grupos que trabajan en patogénesis bacteriana, estamos utilizando la levadura como una herramienta para el estudio de proteínas de virulencia de los sistemas de secreción de tipo III, IV y VI de diversas bacterias patógenas. Dichos sistemas de secreción, codificados por islas de patogenicidad genómicas, son estructuras especializadas que a modo de jeringas moleculares, inyectan al citoplasma de la célula diana humana unas proteínas, denominadas efectores, cuya función es alterar la señalización intracelular, la dinámica del citoesqueleto y el tráfico vesicular de la célula en favor de la bacteria. La conservación de estos procesos celulares en S. cerevisiae convierte a esta levadura en un excelente modelo para el estudio funcional de estos factores de virulencia.

Tras poner a punto este sistema modelo con algunos efectores de función conocida de Salmonella (SopE, SptP), hemos seguido trabajando con éxito en estudios similares con otros menos conocidos, como SigD/SopB, SteC, SteA de esta misma bacteria, así como otros efectores de cepas enteropatógeneas de Escherichia coli. Más recientemente, hemos extendido el estudio a efectores de Burkholderia, Coxiella, Brucella, Chlamydia y Klebsiella. Además de la caracterización individual de proteínas concretas, también estamos llevando a cabo estrategias globales tanto para el descubrimiento de nuevos factores de virulencia, mediante el uso de genotecas bacterianas o la expresión sistemática en la levadura de potenciales efectores, como para la identificación de sus dianas celulares mediante la expresión de dichos efectores en la colección de mutantes de S. cerevisiae. 


Characterization of bacterial virulence proteins that interfere with cell signaling by heterologous expression in yeast

In collaboration with several groups that work on bacterial pathogenesis, we proposed back in 2001 the yeast model as a tool for the study of effector proteins translocated into the host cells by the type III, IV and VI secretion systems of pathogenic bacteria. These systems consist of a specialized structure resembling molecular syringes that literally inject bacterial effectors to the cytoplasm of the target host cell, frequently epithelial cells to trigger invasion or phagocytes to avoid the innate immune response. The function of translocated effectors is to subvert intracellular cell signaling, cytoskeletal dynamics and vesicular traffic to favour a stage of intracellular bacterial survival or proliferation. Given that cellular functions modulated by such effectors, especially those related to modulation of cell signaling, are often conserved between yeast an higher cells, our model can contribute to the elucidation and study of the function of such virulence factors.

Our initial studies in this field involved setting up the model and proof-of-principle by expressing already known GTPase regulators from Salmonella (SopE, SptP). Then we exploited the model for the study of further less studied effectors from the same bacterium, such as SigD/SopB, SteC and SteA, as well as proteins from enteropathogenic E. coli strains and, more recently, from Burkholderia, Coxiella, Brucella, Chlamydia y Klebsiella. Besides such directed studies on particular effectors, we are using the yeast whole-genome delete collection in search for the functions targeted by some of these effectors in the eukaryotic cell, as well as carrying out strategies for the discovery of novel virulence effectors by genetic screens on bacterial expression libraries.


Flow work diagram for the functional study in yeast of bacterial translocated effectors of unknown function.
Flow work diagram for the functional study in yeast of bacterial translocated effectors of unknown function.