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Publicação
Unravelling the mechanism of cold-shock adaptation in the foodborne pathogen Campylobacter jejuni
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Abstract: Campylobacter jejuni is a pathogenic bacterium and is considered the leading cause of bacterial gastroenteritis worldwide. Transmission of this bacterium is strongly associated with the consumption of poultry meat, since Campylobacter can survive and proliferate in the gut of aviary animals. Its ability to endure low temperatures makes C. jejuni a pathogen hard to control since the most common way of meat conservation is refrigerated temperatures. In fact, this bacterium can survive various stresses being the cold shock stress one of the most important ones. Effective control of gene expression is a critical component for the stress response of this bacterium, using important RNA regulators like ribonucleases and small non coding RNAs (sRNAs). However, contrary to what happens for ribonucleases, knowledge about sRNAs in C. jejuni is scarce. Expanding our understanding about cold-shock response may bring new ways of efficiently preserve food and reduce C. jejuni outbreaks. In this work, we examined the changes in gene expression of C. jejuni subsp. jejuni 81-176 clinical strain after being subjected to cold shock stress. Using RNA-seq data and informatics analysis, we identified a total of 109 genes differentially expressed in the cold. From these, 13 were selected for validation based on their expression levels and potential interesting interactions in cold stress response. To explore the potential role of sRNAs in the cold stress response, we started by predicting novel sRNAs using two approaches. We obtained a list of differentially expressed sRNAs, which we further analysed by Northern blot. We successfully validated the sRNA MAS_349 that was differentially expressed in the cold. Our work found novel putative sRNAs that could play a role in C. jejuni cold stress response. However, further validation and characterization of these predicted sRNAs is required to fully understand their contribution to C. jejuni regulation of cold shock stress response. This thesis will open the door for a better understanding of C. jejuni adaptation to cold temperatures and help to develop new ways of combating this bacterium.
Resumo: A bactéria Campylobacter jejuni é um agente patogénico que é considerado a principal causa de gastroenterite bacteriana no mundo. A transmissão desta bactéria está fortemente associada ao consumo de carne de aves, uma vez que ela pode sobreviver e proliferar no trato gastrointesanal destes animais. A capacidade que C. jejuni tem de sobreviver a baixas temperaturas, torna esta bactéria um patógeno dihcil de controlar, já que a refrigeração é o método mais ualizado para a conservação dos alimentos. Esta bactéria é capaz de sobreviver a diversos apos de stresses, sendo o stress causado pelo frio um dos mais importantes. O controlo eficaz da expressão génica através de importantes reguladores de RNA, como ribonucleases e pequenos RNAs não-codificantes (sRNAs), é um componente críaco na resposta ao stress desta bactéria. No entanto, o conhecimento sobre os sRNAs em C. jejuni ainda é bastante limitado, ao contrário do que acontece com as ribonucleases. Ao aumentar o nosso conhecimento sobre a forma como C. jejuni responde ao stress causado pelo frio, poderemos desenvolver novas formas mãos eficientes de preservar alimentos de forma a reduzir o aparecimento de novos surtos. Neste trabalho, examinámos as alterações na expressão génica da esarpe clínica C. jejuni subsp. jejuni 81-176 após a exposição ao frio. Ualizando dados de sequenciação de RNA e ferramentas de bioinformáaca, idenaficamos um total de 109 genes diferencialmente expressos em condições de frio. Desses, 13 foram selecionados para validação com base nos seus níveis de expressão e potenciais interações na resposta ao stress pelo frio. Para explorar o papel dos sRNAs na resposta ao stress causado pelo frio, ualizámos dois métodos para prever novos sRNAs. No final, obavemos uma lista de sRNAs diferencialmente expressos, que foram posteriormente analisados por Northern blot. Após a análise experimental, conseguimos validar com sucesso o sRNA MAS_349 que apresentou uma expressão diferencial em condições de frio. Com este trabalho previmos potenciais sRNAs que poderão ter um papel importante na resposta ao stress por frio em C. jejuni. No entanto, ainda é necessário validar e caracterizar estes sRNAs previstos de forma a compreender a sua contribuição na regulação do stress causado pelo frio em C. jejuni. Esta tese poderá abrir caminho para um melhor entendimento da adaptação de C. jejuni a condições refrigeradas e também contribuir para o desenvolvimento de novos métodos de combate a esta bactéria
Resumo: A bactéria Campylobacter jejuni é um agente patogénico que é considerado a principal causa de gastroenterite bacteriana no mundo. A transmissão desta bactéria está fortemente associada ao consumo de carne de aves, uma vez que ela pode sobreviver e proliferar no trato gastrointesanal destes animais. A capacidade que C. jejuni tem de sobreviver a baixas temperaturas, torna esta bactéria um patógeno dihcil de controlar, já que a refrigeração é o método mais ualizado para a conservação dos alimentos. Esta bactéria é capaz de sobreviver a diversos apos de stresses, sendo o stress causado pelo frio um dos mais importantes. O controlo eficaz da expressão génica através de importantes reguladores de RNA, como ribonucleases e pequenos RNAs não-codificantes (sRNAs), é um componente críaco na resposta ao stress desta bactéria. No entanto, o conhecimento sobre os sRNAs em C. jejuni ainda é bastante limitado, ao contrário do que acontece com as ribonucleases. Ao aumentar o nosso conhecimento sobre a forma como C. jejuni responde ao stress causado pelo frio, poderemos desenvolver novas formas mãos eficientes de preservar alimentos de forma a reduzir o aparecimento de novos surtos. Neste trabalho, examinámos as alterações na expressão génica da esarpe clínica C. jejuni subsp. jejuni 81-176 após a exposição ao frio. Ualizando dados de sequenciação de RNA e ferramentas de bioinformáaca, idenaficamos um total de 109 genes diferencialmente expressos em condições de frio. Desses, 13 foram selecionados para validação com base nos seus níveis de expressão e potenciais interações na resposta ao stress pelo frio. Para explorar o papel dos sRNAs na resposta ao stress causado pelo frio, ualizámos dois métodos para prever novos sRNAs. No final, obavemos uma lista de sRNAs diferencialmente expressos, que foram posteriormente analisados por Northern blot. Após a análise experimental, conseguimos validar com sucesso o sRNA MAS_349 que apresentou uma expressão diferencial em condições de frio. Com este trabalho previmos potenciais sRNAs que poderão ter um papel importante na resposta ao stress por frio em C. jejuni. No entanto, ainda é necessário validar e caracterizar estes sRNAs previstos de forma a compreender a sua contribuição na regulação do stress causado pelo frio em C. jejuni. Esta tese poderá abrir caminho para um melhor entendimento da adaptação de C. jejuni a condições refrigeradas e também contribuir para o desenvolvimento de novos métodos de combate a esta bactéria
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Palavras-chave
Campylobacter jejuni Cold shock stress sRNA Bioinformatics