Advanced techniques in molecular biology and transcriptomics applied to actinomycetes

Abstract

Nowadays, the resistance to antibiotics is turning to be one of the biggest concerns of this century. It is risking our public health and might be, in the future, one of the deadliest health issues. Therefore, a solution is needed. Streptomyces is known as a genus that is responsible for many antibiotics. However, in the latest years, the number of antibiotics that reached the clinical use diminished, due to various reasons. The secondary metabolism is composed by a number of processes that, even though aren’t of extreme importance to the cell survival, can give it several advantages. Most of those advantages come as secondary metabolites, and some are known as antibiotics. On the other hand, phosphorus is one of the most important elements to any organism, and, therefore, a mechanism is needed to make sure that this element is regulated. One of the systems that does that depends on PhoR-PhoP. With the discovery of a new type of RNAs, the sRNAs (which have between 50 and 400 nucleotides) the investigation of new compounds with pharmaceutical and industrial importance may continue to go forward, since some of those molecules may function as regulators of the secondary metabolism and, therefore, be related to antibiotics. The aim of this work is to identify sRNAs that are implicated in the phosphate regulation, which is the main assimilation form of phosphorus. My objective in this study was to experience what was like to work in a laboratory, by learning some molecular biology and transcriptomic techniques, such as DNA introduction into cells and nucleic acid extraction, needed for this study.

Hoje em dia, a resistência a antibióticos está a tornar-se numa das maiores preocupações do século. Esta problemática está a arriscar a nossa saúde pública e pode vir a tornar-se, no futuro, num dos problemas de saúde mais letais. Portanto, uma solução é necessária. Streptomyces é conhecido como o género que é responsável por imensos antibióticos. Porém, nestes últimos anos, o número de antibióticos que chegaram a uso clínico diminuiu, devido a várias razões. Metabolismo secundário é composto de vários processos que, ainda que não sejam fundamentais para a sobrevivência da célula, dão-lhe imensas vantagens. A maior parte destas vantagens originam-se a partir dos metabolitos secundários, alguns deles conhecidos como antibióticos. Por outro lado, fósforo é um dos elementos mais importantes para qualquer organismo e, por isso, necessita de um mecanismo que se assegure que ele está sempre regulado. Um destes sistemas depende de PhoR-PhoP. Com a descoberta de um novo tipo de RNAs, os sRNAs (que têm entre 50 a 400 nucleótidos), a investigação de novos compostos com importância farmacêutica e industrial pode continuar a avançar, dado que algumas destas moléculas podem funcionar como reguladoras do metabolismo secundário e, por isso, estar relacionadas com antibióticos. O objetivo deste trabalho é identificar sRNAs que estão implicados na regulação de fosfato, a principal forma de assimilação de fósforo. A minha função era experienciar o que era trabalhar num laboratório, ao aprender algumas técnicas de biologia molecular e transcritómica, como introdução de DNA em células e extração de ácidos nucleicos, necessárias para este projeto.